圆柱斜齿轮多齿对耦合瞬时啮合刚度的有限元分析

通过本文提出的分析轮齿刚度和齿面接触线载荷分布的新方法——齿面接触线法向刚阵法,用有限元方法编制了专用计算软件,文中给出了计算实例,绘制出考虑多齿对啮合、刚度差异以及边界效应时,斜齿圆柱齿轮轮齿瞬时啮合刚度曲线,并对刚度曲线进行了详细分析.     

渐开线圆柱齿轮在ANSYS/LS-DYNA中的动态接触分析

渐开线圆柱齿轮被广泛地应用在各个行业领域,诸如制造业、矿山、冶金等等。其轮齿接触状态对齿轮啮合和动力学性能影响很大,研究渐开线圆柱齿轮的动态接触性能有着重要意义。基于显式动力分析有限元软件ANSYS/LS-DYNA,建立了渐开线圆柱齿轮的动态分析模型,并得出随时间变化的齿轮动态接触应力分布。     

齿轮副润滑油膜厚度的实验研究

啮合齿之间的油膜厚度是反映齿轮润滑状态的重要参数。本文采用电涡流传感器和虚拟仪器，在自制的齿轮实验装置上，对直齿圆柱齿轮多种工况下的齿面润滑状态进行了动态监测，并且分析了转速、载荷、润滑油温度对润滑状态的影响。     

正齿轮的最优啮合理论

本文提出了齿轮理论中的一个新命题——最优啮合(即最优齿型)问题,并在理论上对它作了一些初步探讨。首先,建立了啮合基本微分方程,然后,以之为基础进而对一种效率最高的最优啮合齿轮作了具体研究,建立并求解了相应的变分问题。结果表明,已在钟表中长期广泛应用着的一种摆线齿轮(其下半齿廓是纯径向线)实际上是效率最高的实用齿型。作为一个副产品,文中还提出了求解齿轮啮合理论中其他三个基本命题——正命题、反命题、杂交型命题——的简便而通用的解析方法。本文的理论不难推广到斜齿轮上去。     

基于时域分析的汇流行星排内齿圈振动仿真与试验研究

针对汇流行星排在履带车辆综合传动装置工作中产生的振动问题,基于动力学传动理论综合考虑时变啮合刚度、扭转刚度、啮合阻尼等因素的影响,建立了汇流行星排齿轮系统直齿轮行星传动的平移-扭转模型,仿真计算分析内齿圈振动位移量与输入转速之间的对应关系。设计并搭建汇流排振动试验台进行200～1 500 r/min转速工况试验,分析了不同转速工况下内齿圈的时域特征与转速的变化规律。研究结果表明:转速越大,汇流行星排的内齿圈振动量越大,转速在200～1 000 r/min时X向与Y向振动变化不明显;在1 000～1 500 r/min时X向与Y向振动更加强烈,模型仿真结果与试验数据变化趋势一致,验证了所建模型的准确性。     

齿轮传动EHL油膜厚度的计算

本文导出了考虑齿轮变位系数、齿轮制造精度、轴的弹性变形以及滑动轴承的间隙等因素时渐开线直齿圆柱齿轮传动中 EHL 最小油膜厚度的计算公式,提出了适用于一级和二级展开式齿轮传动中 EHL 最小油膜厚度计算的数学模型,在电子计算机上进行了计算,计算结果可为改善EHL 条件选择合理参数提供依据。     

直齿圆锥齿轮弧齿厚的计算

本文介绍利用球面渐开线方程计算圆锥齿轮背锥齿形弧齿厚的方法,并通过实例指出利用当量圆柱齿轮计算弧齿厚的理论误差。     

摆线齿轮滚刀的齿形设计

摆线齿轮齿形是变幅外摆线的等距线,加工摆线齿轮的滚刀齿形更为复杂,提出用齿轮啮合原理的向量矩阵法求加工摆线齿轮的滚刀的齿形,并分析滚刀加工齿轮时的啮合界限点.     

雷达天线座传动系统转速波动影响因素分析

为了更深入研究齿轮、轴承系统动力学问题,特别是研究其结构和几何参数对其动力学性能的影响,文中结合实际应用需要,基于某机载雷达天线座传动系统,着重考虑齿轮啮合时的时变刚度、齿轮侧隙以及轴承支撑刚度、摩擦等因素,建立了齿轮、轴、轴承动力学模型,运用数值仿真方法,研究了上述因素对其转速波动的影响.根据上述参数改变对转速波动影响的分析可知,当结构参数调整到一定值时,对转速波动的影响就不再有很大的变化,趋于平稳,此时若再继续调整结构参数就会浪费空间尺寸及重量,尤其是重量和空间都较为苛刻的机载产品,这对齿轮、轴承系统优化设计提供一定的理论依据和方法.     

基于NSGA-Ⅱ的拖拉机传动箱齿轮系参数优化

针对目前拖拉机传动箱齿轮系存在的传动效率低、结构质量大的问题,建立了以齿轮系齿轮总体积最小、总啮合效率最高为优化目标的齿轮系参数优化设计数学模型,提出利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行优化求解。以某拖拉机传动箱为研究对象,基于Matlab优化工具箱编写程序进行齿轮系参数的优化设计,结果表明:优化后的齿轮系啮合效率提高了0.45%,且齿轮总体积减小了7.12%。为提高拖拉机传动箱设计性能提供了一种有效的方法。     

内齿轮的齿形系数

本文从啮合原理的角度出发,以任意角度ξ为危险截面,准确地导出了内齿轮齿形系数的数学表达式,解决了内齿轮弯曲强度中的齿形系数计算问题。     

渐开线齿廓“直线修整”的探讨

本文对渐开线齿廓“直线修整”的修缘量、修缘高度和修缘曲线三个基本内容进行探讨。采用有限元法分析计算了不同齿数、模数和变位系数的直齿轮轮齿在不同同载荷作用下各啮合点的法向弯曲变形量,列出了各种关系曲线,并把各个参数对法向弯曲变形量的影响作了讨论,在考虑到齿面接触变形量后,提出直齿轮轮齿齿顶修缘量的确定方法和近似计算式。通过分析比较后,本文提出采用长修缘的方式决定修缘高度的建议。为了能在一般齿轮加工机床上进行修缘加工,本文提出采用压力角略大于原齿廓曲线压力角的另一条渐开线作为齿顶修缘曲线,并且计算了在不同修缘量和修缘高度下修缘渐开线原始齿廓的压力角,从而提供了适用于直齿轮、斜齿轮“直线修整”的计算方法。     

采用Melnikov方法的齿轮传动系统的分岔及混沌分析

考虑含齿侧间隙、时变啮合刚度、综合啮合误差等因素下的单自由度直齿轮系统动力学模型。利用Melnikov方法对系统同宿轨线出现分岔及马蹄混沌的参数区域进行了预测。采用变步长Runge-Kutta法对单自由度运动微分方程进行了数值求解。结合系统的相图、庞加莱截面图以及最大李雅普诺夫指数,分析了系统随内部误差激励力变化时的动力学特性,得到系统的混沌运动规律。数值模拟的结果和Melnikov方法预测的系统出现同宿分岔和混沌的参数区域相吻合。     

小模数齿轮国家标准的侧隙基本计算式

本文概要介绍建立小模数渐开线圆柱齿轮公差国家标准侧隙体制的基本思想,重点是采用动态综合指标双啮中心距偏差建立的侧隙基本计算式,作为规范编制的理论基础。同时,它也可以作为精密齿轮机构齿隙计算的参考。     

用齿轮滚刀加工蜗轮的蜗杆付修正计算

本文从非标准压力角齿条和渐开线齿轮啮合以及齿轮移距变位原理出发,对阿基米德蜗轮付进行了修正计算,从而在普通滚齿机上利用齿轮滚刀比较简单地解决了大模数多头蜗轮付的近似加工问题。该法较一般直接采取用齿轮滚刀加工未经修正计算蜗轮付的方法准确,较在铣床上用飞刀切制蜗轮加工法简单,对近似加工单件生产蜗轮付有一定的实用意义和参考价值。     

在滚齿机上滚切齿数大于100的质数斜齿圆柱齿轮

在滚齿机上加工斜齿轮需要通过合成机构用运动合成的方法来解决，同时加工大于100的质数齿轮也需要通过合成机构用运动合成的方法来解决。本文通过分析推导出了加工齿数大于100的质数斜齿圆柱齿轮的换置公式。     

基于LiToSim的圆柱齿轮参数化建模与接触分析

使用渐开线圆柱齿轮轮廓线方程建立单齿几何轮廓,将轮廓按照合适的方式进行分区,利用超限映射法进行四边形结构网格划分。将获得的单齿网格节点进行旋转拉伸得到完整渐开线圆柱齿轮坐标信息,依据特定节点编号方式组合成四边形单元或六面体单元,从而获得整个齿轮有限元网格模型。模型的构建通过编程完成,嵌入国产自主研发CAE软件LiToSim中,可以实现参数化建立渐开线圆柱齿轮有限元网格模型。使用LiToSim软件对直齿轮传动过程进行模拟,验证了齿轮模型建立方法的有效性。     

基于ADAMS动载荷谱的行星齿轮弯曲疲劳寿命预测

为了预测电动汽车自动变速器的寿命周期,研究了行星齿轮的弯曲疲劳寿命问题。运用ABAQUS软件对单组太阳轮和行星轮部分轮齿进行了静力学摩擦接触分析,解决了齿轮之间添加摩擦接触不收敛问题,得出了齿轮啮合最大应力发生在太阳轮齿根圆角处,小于材料的许用应力,验证了齿轮弯曲强度符合要求。通过ADAMS动力学仿真软件对行星齿轮进行了动力学仿真,得到了太阳轮和行星轮啮合的扭矩载荷谱,且符合齿轮运转实际工况。将ABAQUS静力学结果文件和ADAMS载荷谱导入疲劳分析软件nCode DesignLife中,获得了行星齿轮疲劳寿命循环次数,得出了行星齿轮最容易发生疲劳破坏部位为太阳轮齿根圆角处,为齿轮的优化设计提供了理论依据。     

车辆抛物线板簧复合刚度数值计算方法

利用传统公式计算多片抛物线板簧复合刚度存在困难,而通过有限元方法计算抛物线板簧复合刚度需要相应的软件辅助以及设计者拥有大量工程经验。为此,提出一种抛物线变刚度板簧复合刚度简单的数值计算方法。首先,以三片式两级变刚度抛物线板簧为分析对象,建立此板簧的简化数学模型。其次,从材料弯曲变形理论出发,推导单片变截面悬臂梁复合刚度一般积分公式,对于多片式主副簧复合形式的抛物线板簧复合刚度,建立基于数值积分形式的刚度计算方法,并利用Matlab编写计算程序。最后,通过台架试验和有限元方法对所提方法进行验证,对有限元计算、台架实验、所提方法计算结果进行对比分析。结果表明:本板簧简化模型可以满足板簧计算精度要求,所提刚度计算方法可以快速准确地计算此板簧的刚度,为变截面抛物线板簧以及其他变截面板簧设计与应用提供参考。     

汽车变速箱圆柱齿轮弯曲疲劳p-S-N曲线测定

利用大小两级载荷,对国产某汽车变速箱倒档圆柱齿轮单齿弯曲疲劳强度进行了试验.通过对试验数据的处理,表明该齿轮单齿弯曲对数疲劳寿命在高低载荷级下均呈正态分布,在高低载荷级下的成活率分别与其弯曲疲劳寿命对数之间存在线性函数关系,以及不同成活率下的p S N曲线和齿轮单齿弯曲疲劳极限.为进一步研究齿轮弯曲疲劳强度提供了基本曲线和数据.