Mathematical modeling and characteristics analysis for the nutation gear drive based on error parameters

We focused on the mathematical modeling and characteristics analysis for the nutation drive based on error parameters. The crown gear tooth profile equation was introduced according to the national standard double circular arc tooth profile and based on the equal tooth strength principle. The nutation drive meshing coordinate system was set up by introducing the cone vertex error, tilt error, nutation angle error and spiral angle error. The tooth profile equations of the double circular arc external and internal spiral bevel gears were further obtained based on the crown gear tooth profile equation concerning above mentioned error parameters. The influences of the nutation gear reducer tooth contact conditions were analyzed with the gear tilt error and axial misalignment error. Finally, the correctness of the theoretical analysis was verified by the contact spot test.

双圆弧弧齿锥齿轮章动传动啮合齿轮本体温度的相关影响因素分析

啮合温度影响双圆弧弧齿锥齿轮章动传动过程中的疲劳、振动、噪声等行为,在双圆弧弧齿锥齿轮的寿命预测和力学响应时不可忽视。为了揭示双圆弧弧齿锥齿轮章动传动本体温度场分布规律,对双圆弧弧齿锥齿轮进行齿面接触分析,得到啮合区间;结合摩擦学和传热学得到齿轮的热载荷,建立了双圆弧弧齿锥齿轮温度有限元数值模型;采用控制变量法,分析了相关影响因素对锥齿轮温度的影响规律及原因。结果表明,齿轮温度随模数的增大而降低,随螺旋角的增大而升高,随章动角的增大先降低再升高;润滑油温度对本体温度的影响呈线性关系。研究为降低齿轮高温失效风险提供了参考。

一起220kV GIS三工位隔离开关故障原因分析

某220 kV变电站220 kV GIS设备进行回路电阻测试试验时,三工位隔离开关的A相接地开关无法合闸,经现场排查为A相传动齿轮箱故障所致。将A相传动齿轮箱进行解体检查,发现箱内的换向锥形齿轮轴发生断裂。利用理化分析手段对锥形齿轮轴的断裂原因进行了试验分析,结果表明,传动齿轮箱盖板密封圈不配套致使箱内进水,造成齿轮轴传动部位锈蚀卡涩;同时,承担换向及承载的锥形齿轮轴键槽机加工及热处理不规范,使得键槽根部未有效圆角过渡的应力集中部位在操动机构反复动作形成的循环载荷及锈蚀卡涩产生的大的应力作用下产生疲劳开裂引发的整体断裂,致使无法传递载荷,进而导致传动齿轮箱及操动机构的故障。

基于振动时域分析的齿轮故障特征提取

螺旋锥齿轮是驱动桥传动链的关键组成部分,也是汽车传动系统的末端核心部件。在驱动桥型式试验中,齿轮疲劳试验占主导地位。前期,由于缺乏故障诊断设备,齿轮疲劳试验大多是在完全丧失传动能力后停止,相应的,螺旋锥齿轮的轮齿严重损毁,导致无法确定疲劳源与疲劳原因。因此,难以制定有效的设计优化方案,导致设计验证工作的反复,以及开发周期和成本的爬升。文章将机械故障诊断原理引入驱动桥齿轮疲劳试验,结合螺旋锥齿轮的啮合原理以及桥壳的传递函数特性,自主开发了适用于驱动桥的齿轮故障在线诊断系统。该系统采用自相关和时域同步平均处理算法,成功实现齿轮故障冲击信号的提取与识别,通过早期预警与主动停机,极大地为齿轮疲劳原因分析提供便利,提升了驱动桥开发效率。另外,随着汽车智能化的发展,驱动桥故障诊断系统可为无人驾驶提供坚定的理论基础与实践基础。

直齿圆锥齿轮的振动分析

建立了直齿圆锥齿轮传动系统的振动模型，该模型考虑了齿轮刚体在各个方向的振动，以及包括输入、输出质量的整个系统的扭振。并分析了齿轮系统的激励因素及其特性，作者采用Ｆｏｕｒｉｅｒ级数方法求解了系统的参变运动微分方程组，得到了系统的振动响应和动态特性，为直齿圆锥齿轮的动态设计提供了依据。

高阶椭圆锥齿轮泵的流量特性

针对齿轮泵的变量功能及非圆锥齿轮的应用,提出了一种新型相交轴变量齿轮泵——高阶椭圆锥齿轮泵.该齿轮泵是以高阶椭圆锥齿轮为工作转子的非圆锥齿轮泵.根据齿轮的空间啮合原理,给出了其工作转子高阶椭圆锥齿轮副的齿形生成方法.基于该种齿轮特殊的运动学特性,分析了高阶椭圆锥齿轮泵的传动特性,并对其工作结构进行了设计.依据球面微分理论,推导出了高阶椭圆锥齿轮泵的平均理论流量公式、瞬时流量公式以及流量脉动公式,同时分析了高阶椭圆锥齿轮的偏心率、阶数等参数对其流量特性的影响.在同等参数模型及工况条件下,将对高阶椭圆锥齿轮泵的平均理论流量、瞬时流量及其变量范围与圆柱齿轮泵和非圆柱齿轮泵的流量特性进行了对比分析,获得了该锥齿轮泵在同等条件下排量最大、变量范围最大的特点.

螺旋锥齿轮边缘接触分析

边缘接触是一种轮齿齿顶边缘传递运动的现象。这时，接触区在齿根或齿顶处产生一条硬印。常规的齿面接触分析（ＴＣＡ）结果是一组间断的误差曲线和不完整的接触区，未能反映一个完整的接触过程。本文提出了描述边缘接触这一现象的具体方法。可得到完整的传动误差曲线和接触区图，为进一步的边缘接触振动分析打下了基础。

主动螺旋伞齿轮闭塞模锻物理模拟

根据金属流动趋势设计了主动螺旋伞齿轮的预制坯;开式模锻螺旋伞齿轮试验结果显示,模具结构复杂,所产锻件有飞边;采用闭塞模锻成形了螺旋伞齿轮铅试件,揭示了闭塞模锻主动螺旋伞齿轮成形过程,说明了用闭塞模锻工艺成形主动螺旋伞齿轮的可行性;通过铅试件网格试验,揭示出在闭塞模锻中金属内部质点的流动规律、金属流线分布趋势及纤维状况,说明了锻造齿轮内在质量高的原因;提出采用局部加热,以工件柄部代替大端冲头,设计大、小端双动冲头闭塞模锻模具的创意.研究结果表明,螺旋伞齿轮闭塞模锻铅试样物理模拟对该类零件精密成形工艺制定及模具设计具有重要指导意义.

锥齿轮设计制造现代应用技术的研究

研究了弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮的新切齿计算方法,开发了包含新切齿算法和旧切齿算法的相应程序模块的应用技术软件系统。该系统可完成SGM、SFM、SGT、SFT、HGM、HFM、HGT、HFT切齿法的齿坯几何参数、切齿调整参数、轮齿接触分析、磨齿调整参数和根切检验等计算。新切齿算法能指定大轮齿面上接触区中心的位置,该处的接触区长度,接触迹线的方向和轮副相对运动角加速度等参数。系统用户友好,易操作使用。

主动螺旋伞齿轮闭塞挤压的成形分析

分析了主动螺旋伞齿轮闭塞挤压的金属流动路线,设计了预制坯的形状。成形试验获得了金属充填齿形腔的流动模式,提出采用专用双动压力机或在通用压力机上采用特殊模具实现坯料双向挤压的成形方法。网格试验显示,塑性加工的螺旋伞齿轮金属纤维连续而致密,揭示了塑性加工齿轮强度高和使用寿命长的原因。刚塑性有限元模拟结果进一步揭示了螺旋伞齿轮塑性成形机理。有限元计算结果与试验结果的比较,证明采用有限元法研究螺旋伞齿轮闭塞挤压工艺是可行的。

面齿轮传动的特点及研究进展

介绍了面齿轮传动的概念及其应用。通过与同样是传递相交轴运动的锥齿轮传动的对比,分析了面齿轮传动的优缺点。简述了面齿轮传动的发展历史以及近年来国内外的最新研究进展与研究成果。最后,提出了今后面齿轮在理论、制造、测量等方面的主要研究方向。

轿车主减速器齿轮疲劳寿命的试验研究

为了研究轿车主减速器螺旋锥齿轮的疲劳寿命,文中应用轿车变速箱总成和单对螺旋锥齿轮闭式试验台,分别对国产某轿车主减速器齿轮进行疲劳试验。试验结果表明,按照规定的试验运转循环载荷加载,该变速箱主动螺旋锥齿轮的使用时间最短;螺旋锥齿轮闭式试验台试验结果和变速箱总成试验台的试验结果相差很大;不能直接用螺旋锥齿轮闭式试验台的疲劳试验结果估算变速箱总成中主动螺旋锥齿轮的疲劳强度和疲劳寿命。最后,对主减速器齿轮在不同试验台上,主动螺旋锥齿轮疲劳寿命变化的原因进行初步分析。

章动齿轮传动中直齿内锥齿轮加工及在线检测研究

针对内锥齿轮副加工困难,提出1种内锥齿轮副中内锥齿轮的加工方法。同时,基于锥齿轮啮合模型进行误差分析,利用Matlab软件建模并求出在线检测所需参数,通过对机床参数的调整,提高了内锥齿轮齿形加工精度。通过生产实践表明,该加工和检测方法是行之有效的。

齿轮齿条和螺旋传动机构的分析与比较

为了驱动某重型平移机械,设计了两种机构——齿轮齿条机构和螺旋传动机构——作为驱动机构。为了精确地描述和比较两种机构的运动情况,分别建立其动力学模型,分析它们的受力情况和运动规律。并研究了前者受力波动的原因。结果表明:螺旋传动机构运行更平稳,符合设计要求。

圆锥齿轮传动模糊优化设计中模糊因素的处理

运用模糊论中二级模糊综合评判法，对直齿圆锥齿轮传动设计中诸影响因素的 模糊性进行了定量描述和处理，建立了以体积最小为目标的模糊优化设计的数学模型 并获得了最优解。算例表明，模糊优化设计是一种符合客观实际要求的科学的设计方 法。

往复式单螺杆销钉挤出机往复运动传动机理与混炼性能关系的研究

对比了几种不同的往复式单螺杆销钉挤出机传动系统的传动机理,并在此基础上设计其对应的混合元件。利用Polyflow软件对混合元件内物料的流动和混合过程进行了模拟,分析了流场内的压力分布、剪切应力分布、物料停留时间和加工过程中物料经历的最大剪切应力。结果表明,采用摇摆箱传动系统时,流场内的剪切应力、温升和压力差较低,而轮系传动系统可实现单次旋转多次往复驱动模式,并且机械结构更具可靠性。

锥齿轮少齿差章动传动陀螺力矩的分析及优化

将“章动”引入齿轮传动 ,依据动力学理论 ,分析和探讨了锥差章动传动中的陀螺力矩的计算方法 ;

大型锥齿轮传动贯流泵机组结构选型

通过淮河入海水道芦杨泵站工程机组的结构选型,介绍了大型锥齿轮传动贯流式机组的水力模型、齿轮、轴承、密封、联轴器等特点及选用方法,阐述了大型锥齿轮传动贯流式机组具有结构简单,安装、运行、维护方便及机组运行效率高等特点。大型锥齿轮传动贯流式机组可在南水北调泵站工程、农田排灌泵站工程及城市防洪泵站工程中借鉴、应用与推广。

重型载货汽车后桥主动锥齿轮断裂原因分析及改进措施

通过常规检验和显微硬度等检测手段对断裂主动锥齿轮进行了分析。结果表明,齿轮安装、调整存在问题,使主动锥齿轮小端局部受力太大,导致主动齿轮产生疲劳断裂,提出了改进措施。

水泥搅拌车底盘驱动桥主动锥齿轮加工工艺设计

驱动桥主动锥齿轮是水泥搅拌车的重要关键零件之一,它性能要求高、结构复杂、加工困难,目前对这种螺旋锥齿轮轴完整的加工工艺的描述还不多见。从原材料到成品零件的整个加工工艺过程进行设计,理论和实践相结合,以供生产和设计参考。