面向螺旋锥齿轮的主动设计与加工方法研究

针对面铣螺旋锥齿轮的设计和制造,建立了基于自由曲面机床的加工方法的数学模型,在自由曲面机床上采用工件轴固定的方法完成螺旋锥齿轮铣削的主动设计和制造。以啮合性能参数为输入变量,建立了齿轮啮合的数学模型,并根据设计的接触属性对齿轮齿面进行了主动设计。除了传统方法控制的每个小齿轮侧面平均接触点的一阶和二阶参数外,该方法还可以同时保证小齿轮常用驱动侧面上的每个接触路径点,避免了工件轴运动精度差造成的误差和制造难度。最后,通过齿面接触分析(TCA)和滚动试验对该方法进行了有效验证。

某型螺伞齿轮齿面接触优化技术研究

齿轮箱是轨道交通转向架的常用部件,起到传递扭矩转速、驱动轮对前进的作用。受限于接口空间的限制,低地板轻轨车用齿轮箱一般含有螺伞齿轮副结构,螺伞齿轮接触是否良好,是影响齿轮箱性能的关键因素。本文对某型低地板轻轨车齿轮箱的螺伞齿轮点蚀问题进行研究,根据摩擦磨损原理,分析引起故障的原因,重点对螺伞齿轮相关支撑结构进行优化设计,并采用Romax软件对比校核齿面接触应力,同时优化齿轮参数、材料和装配工艺,提高承载能力和抗疲劳性能,通过加载疲劳试验,验证优化后的螺伞齿轮性能。优化后的螺伞齿轮,传动平稳,噪声较低,齿面接触状况良好。

基于有限元的BJX260弧齿轮副应力分析

采用GB/T 10062—2003推荐的B2与C混合法校核BJX260弧齿轮副的接触强度,并建立了弧齿轮副的有限元模型,研究分析了弧齿轮在额定输出功率下的应力状况。研究并探讨了实际设计应用中有限元法计算校核齿根弯曲应力的新方法。

螺旋锥齿轮副疲劳承载能力优化

螺旋锥齿轮副是车桥传动系统中最重要的传动元件,尤其是准双曲面齿轮副,由于其传动平稳、承载能力强、结构紧凑易于布置得到了广泛的应用。文章以准双曲面齿轮为例,以齿根弯曲应力和齿面接触应力计算公式为基础,分析了提升螺旋锥齿轮承载能力的方法。详细分析了齿高系数、刀具参数对齿轮承载能力的影响,最后通过实例验证了改进效果。试验证明:通过优化工作齿高系数、齿顶高系数、大小轮齿厚、刀具圆角半径以及刀具修形参数,能够有效提高螺旋锥齿轮副的疲劳寿命。

螺旋锥齿轮副有限元分析及优化

本文在格里森校核公式的基础上,将有限元方法应用于螺旋锥齿轮副的疲劳承载能力分析与优化。建立了精确的螺旋锥齿轮副有限元分析模型,得到了齿面啮合印迹、接触应力、齿根弯曲应力、传动误差以及实际重合度,更全面地评价了螺旋锥齿轮副的综合性能。最后利用有限元方法对某齿轮副的刀尖圆角半径、刀具修形和齿厚进行了优化,并进行了试验。台架试验结果表明:有限元方法分析结果与台架试验基本相同,通过有限元方法能够有效地分析优化螺旋锥齿轮副的疲劳承载能力。

航空弧齿锥齿轮副风阻功率损失分析与优化

基于CFD理论,利用Fluent求解软件,借助超级计算机强大的并行运算能力对航空弧齿锥齿轮副风阻功率损失进行仿真计算。采用局部综合法建立弧齿锥齿轮副三维模型,选用RNG k-ε湍流模型,考虑平均流动中的旋流流动情况,与标准k-ε模型相比,RNG通过修正湍流黏度并很好地处理了高应变率以及流线弯曲程度较大的流动。齿轮边界运动通过UDF(user-defined functions)函数驱动,同时采用动网格模拟流场形状由于边界运动而随时间改变问题。最后得出无挡风罩和不同挡风罩配置下的齿轮副风阻功率损失,证实了合理安装挡风罩能够有效降低齿轮风阻损失,并分析多组仿真实验间的减速器内流场压力、速度、湍流动能云图变化,得出了最优化的挡风罩配置,以求最小化风阻功率损失,文中减阻效果最好的挡风罩能降低55.3%的齿轮风阻损失,此时挡风罩间隙为1 mm,为工程实际应用挡风罩的设计提供了参考。

基于CATIA的螺旋锥齿轮参数化建模方法研究

研究了以CATIA软件为平台的螺旋锥齿轮副参数化建模方法.在螺旋锥齿轮副参数确定过程中,对锥齿轮的齿高度、过渡圆角和齿廓对称夹角系列参数进行了优化.通过齿廓曲线和螺旋线的创建等得到单个螺旋锥齿轮,通过齿轮副约束设定、检查碰撞和干涉校验,得到精度高、啮合性能好的螺旋锥齿轮副.为螺旋锥齿轮副的动力学、有限元等分析提供了高精度三维模型.

立磨减速机弧齿锥齿轮副动态疲劳性能研究

建立磨减速机输入弧齿锥齿轮副的三维接触有限元模型,借助LS-DYNA软件对锥齿轮副柔性体动力学进行仿真分析,得到锥齿轮副的瞬态接触力,以此为疲劳寿命分析的载荷谱,结合静载作用下的应力结果和锥齿轮副材料S-N曲线,在FE-SAFE中采用最大主应力算法对锥齿轮副进行疲劳寿命分析,并研究了应力集中系数、载荷和残余应力对锥齿轮副疲劳寿命的影响规律。研究结果表明,锥齿轮副寿命随应力集中系数和载荷的增加而减小,疲劳寿命对载荷较敏感;残余拉应力使锥齿轮副的疲劳寿命降低,而残余压应力使锥齿轮副的疲劳寿命提高。