球齿轮传动的齿面接触分析和应力分析

球齿轮是一种新型的二维齿轮传动机构.在建立了球齿轮数学模型的基础上,得到了球齿轮传动的啮合模型,并进行了齿面接触特性分析,通过解非线性方程组,可得到接触点在齿面的位置.分析了球齿轮齿面的结构特征,针对球齿轮传动的接触形式表现为轮齿凸面与马鞍面之间的点接触,对啮合齿面的接触椭圆进行了分析计算,总结出了球齿轮在任一偏摆平面内啮合传动时接触椭圆的变化规律:在轮齿根部和顶部啮合时,接触椭圆较小,因而接触应力较大;而在轮齿中部啮合时,接触椭圆较大,所以接触应力较小.采用有限元的方法对球齿轮轮齿进行了弯曲应力和接触应力分析,分析结果进一步验证了接触椭圆变化规律的正确性.以上结论对进一步研究球齿轮的传动理论与实际应用具有重要的指导意义.     

大功率船用减速器斜齿圆柱齿轮啮合仿真模型

利用大型有限元分析软件MSC.Marc的直接约束法,建立了某大功率船用减速器斜齿圆柱齿轮副多齿啮合的三维有限元非线性接触分析模型。基于该模型,对齿轮副进行了一个啮合周期内的准静态啮合仿真分析。计算表明,本文得到的结果非常符合实际啮合规律,也验证了模型的正确性。由于模型的特点,有望进一步应用于齿轮的动态啮合分析。     

渐开线环形齿球齿轮传动时变刚度系数

为研究渐开线环形齿球齿轮传动过程中齿轮副间的接触力,基于Hertz弹性接触理论定义了齿面接触点的刚度系数;利用微分几何相关知识,分析了球齿轮的齿面特征,得到了实时啮合点主曲率半径计算公式;研究了重合度系数对啮合刚度的影响,结合球齿轮机构传动特点,推导出任意位置反向啮合点位置计算公式;最后通过一个实例说明球齿轮机构接触点刚度系数具有典型的时变特征.     

高重合度人字齿轮轮齿最佳修形优化设计

基于斜齿轮轮齿接触分析技术,建立了考虑人字齿轮典型安装误差的抛物线人字齿轮轮齿接触分析方法。综合考虑人字齿轮的传动误差与啮合特性,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法对高重合度人字齿轮的传动性能进行了多目标优化设计,该算法克服了优化结果的局部收敛,获得了人字齿轮最佳的齿廓、齿向抛物线修形参数。通过实例表明,修形优化后的齿面啮合印痕与传动误差较优化之前得到了明显的改善,有效地改善了高重合度人字齿轮的齿面偏载现象,降低了齿轮传动过程中的啮合冲击。对加工的人字齿轮在减振降噪试验台上进行带载试验,对比优化前后的噪音分贝值,进一步验证了该优化方法对人字齿轮副减振降噪具有一定作用。     

摆线齿准双曲面齿轮齿面主动设计

为预控双面法加工的摆线齿准双曲面齿轮的啮合性能,用大轮理论齿面展成与之共轭的小轮共轭齿面,将小轮共轭齿面沿啮合线方向和接触迹线方向分别进行修形,得到满足预置传动误差曲线以及接触印痕的目标齿面,计算出目标齿面与小轮理论齿面的法向偏差。建立以小轮加工参数调整量为变量,小轮两侧齿面与目标齿面法向偏差平方和最小为目标的优化模型,并采用序列二次规划算法求解该模型。以某高速车桥齿轮副为例进行验证,结果表明:加工参数调整后小轮两侧齿面与各自目标齿面的最大法向偏差分别为-4.7μm和-4.67μm,两侧啮合转换点传动误差与预置值分别相差6.67%和4%,两侧接触迹线最大偏差分别为0.275mm和0.177mm,基本符合预置条件。     

含轴间距误差的消隙齿轮刚柔耦合动力学仿真

轴间距误差对消隙齿轮精度和性能有重要影响,但其机理和规律并不清楚。基于接触碰撞力约束关系建立齿轮接触动力学模型,进一步利用ADAMS/Flex建立单级消隙齿轮传动系统的刚柔耦合模型,通过刚柔耦合动力学仿真研究消隙齿轮传动在不同轴间距制造误差条件下的振动及频率特性。研究发现:随着轴间距的减小,扭簧的平均力矩增大,齿轮齿面间的啮合力矩以及摩擦力矩也将增大,从而阻碍扭矩的正常传递,并导致固定齿轮转速幅值降低;随着轴间距的增大,固定齿轮主谐振频率整体上降低,而且在轴间距稍大于标准中心距时降低很快。这一发现可指导消隙齿轮传动的设计和装配。     

基于RecurDyn的两种不同接触对齿轮传动的影响分析

针对在建模仿真时选择接触困难以及不同接触对于仿真分析结果存在差异的问题。以RecurDyn的接触算法理论及RecurDyn软件的高级建模技术为基础,以自行火炮综合传动装置上的齿轮传动为背景。通过对一对齿数、模数相等的两种锥齿轮的面接触、体接触建模以及两对啮合锥齿轮之间的转速、接触力、加速度等的计算求解及仿真对比分析,得出了与理论分析一致的结果,判断出在两种接触情况下齿轮传动的具体情况。分析结果为齿轮传动的精度计算以及接触建模仿真研究提供了一定的参考依据。     

正常润滑条件下弧齿锥齿轮传动系统热变形对齿轮侧隙的影响

以某型直升机尾减速器弧齿锥齿轮传动系统为对象,建立该齿轮传动系统温度场仿真计算模型,计算获得在正常润滑条件下该齿轮传动系统的稳态温度场。基于当量齿轮原理,将弧齿锥齿轮副等效为法面当量直齿圆柱齿轮副,其啮合侧隙将直接反映在法面当量直齿圆柱齿轮副的端面上。利用热弹性力学原理,计算分析了正常润滑条件下传动系统的热变形对弧齿锥齿轮副啮合侧隙的影响,并得到了相关结论。为考虑热变形时正确确定弧齿锥齿轮副侧隙、保证工作精度,提供了理论依据。     

弧齿锥齿轮摩擦功率损失计算

基于齿轮啮合原理和摩擦学理论,将弧齿锥齿轮等效为当量直齿圆柱齿轮,并综合考虑啮合点相对滑动速度、法向载荷、摩擦系数等时变性因素和实际重合度的影响,建立弧齿锥齿轮摩擦功率损失计算模型。基于该模型,以某型直升机尾减速器弧齿锥齿轮为对象,对其进行摩擦功率损失计算分析。结果表明,该计算模型考虑因素全面、分析方法简便、计算结果准确可靠,对弧齿锥齿轮摩擦功率损失计算具有参考价值。     

基于球齿轮传动的星载天线定位机构星间通信运动学研究

建立了基于球齿轮齿盘啮合传动的星载天线定位机构(PMSG)在星间通信过程中的运动学模型,研究了其运动学特性.分别建立PMSG自身运动学模型和卫星运动学模型,在此基础上建立星载PMSG的运动学模型.结合星间通信特点,以两颗中轨卫星为例对PMSG的运动学特性进行了仿真研究.仿真结果验证了文中建立的理论模型,得到了PMSG指...     

某方向机传动系统动力学建模与仿真

基于机械系统动力学仿真软件ADAMS建立某方向机传动系统的动力学模型,模型中考虑基于接触理论的齿轮啮合力、轴承刚度变化和预紧机构的作用。针对3种实际工况,进行动态特性仿真,给出关重件的动态载荷,为该系统的故障分析和寿命预测奠定了基础。     

螺旋齿轮齿面接触应力理论计算

应用赫兹理论和齿轮啮合理论给出了螺旋齿轮齿面接触应力的计算方法和相关公式 .算例的计算结果表明螺旋齿轮齿面接触应力明显大于相近参数的圆柱斜齿轮 ,这是此类齿轮用于主传动时普遍出现齿面磨损的一个重要原因 ,因此在设计确定齿轮参数时必须校核接触应力 .     

失去润滑条件下弧齿锥齿轮传动系统瞬态温度场Simulink仿真分析

根据传热学理论和热网络法,以某型直升机尾减速器弧齿锥齿轮传动系统为研究对象,建立了其温度场Simulink仿真计算模型。基于该模型,计算获得该传动系统正常润滑条件下的稳态温度场,并以它作为初始条件计算分析该传动系统失去润滑条件下的瞬态温度场,为预测该弧齿锥齿轮传动系统在失去润滑条件下的干运转生存能力提供理论依据。     

基于ADAMS的齿轮传动系统动态特性仿真

介绍了齿轮传动系统的特点,建立了齿轮传动系统动力学仿真模型。基于ADAMS对街轮传动系统的动力特性进行了仿真,结果表明该模型与齿轮传动箱的动力学特性吻合。本模型和仿真方法为齿轮载荷获取、疲劳寿命预测提供了新的途径。