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.     

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 .     

应用有限元混合法分析两弹性接触体的动力响应（理论部分）

本文将动力分析中的直接积分法与有限元混合法结合起来对两弹性接触体的摩擦动力求解问题进行了理论分析,推导了有关的有限元公式,设计了计算框图,为计算程序的实现提供了理论依据。     

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。     

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.     

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。     

导弹舱体结构分析——有限元软件的设计

本文对在微机上求解较大规模的导弹舱体结构分析问题,进行了有益的探索,介绍了微机有限元软件 MSSAP系统的设计与实现。该系统具有使用简便、易于维护扩充和可靠性强的特点,具有一定的实用价值。     

基于ANSYS软件的多相无刷直流电机有限元分析

介绍了径向充磁的多相无刷直流电动机永磁体的有限元处理方法和场路耦合方程,基于ANSYS软件运用"场路耦合数值分析法"对其磁场分布和空载特性进行了计算,试验结果验证了计算方法的正确性.     

某型装甲车辆侧减速器被动齿轮齿部硬度分布规律研究

介绍了某型履带式装甲车辆侧减速器被动齿轮的功用、材料、常见故障与维修,详细叙述了被动齿轮的试件准备和硬度测量过程,对硬度测量结果进行了数据分析,并讨论了测量误差的产生原因.这些测量结果为被动齿轮的疲劳可靠性分析提供了基础数据.     

基于接触的捞雷具夹紧爪接触面形状优化

介绍了在捞雷具夹紧爪设计过程中引入的基于接触的有限元形状优化设计方法.传统的机械设计方法仅考虑了零件的几何尺寸,而对其形状的设计却考虑不够,导致设计结果不理想.文中将基于接触的有限元形状优化方法应用于传统的机械设计过程.对捞雷具夹紧爪建立基于有限元分析的优化设计模型,使夹紧爪既能满足打捞鱼雷的要求,又得到了优化的形状.结构的特性与受力状况均得到改善.     

密封结构中超弹性接触问题的有限元分析

在研究橡胶密封结构的非线性有限元理论的基础上,应用有限元分析方法,对 O形橡胶圈变形及应力分布规律以及影响O形圈密封性能的因素进行了研究.通过以上研究,得到了橡胶密封结构有限元分析的具体方法及O形圈变形和应力分布规律,并为橡胶密封结构的设计计算提供了一条新途径.     

渐开线球齿轮齿廓曲面方程的推导

介绍了一种新发明的球齿轮机构,建立了新型球齿轮齿廓曲面的参数方程。推导了渐开线齿廓曲线的通用表达式,对其进行旋转变换得到了球齿轮机构中齿轮的环形齿面方程。利用双自由度啮合理论,进一步推导出新型球齿轮的啮合方程,最后推导出渐开线球齿轮共轭齿廓曲面方程。理论结果证明了渐开线环面齿廓的共轭齿廓曲面仍然是渐开线环形曲面。     

基于有限元的坦克变速箱体模态分析

建立了坦克变速箱体详细的有限元模型,采用Lanczos算法对箱体结构进行了模态分析,计算出了箱体结构的前16阶非刚体模态的固有频率及相应振型.分析结果显示了箱体各部分结构振动的强弱分布以及抗振薄弱区,为下一步的动态响应及动态修正提供了必要的依据.该分析结果也为变速箱故障诊断提供了参考依据.     

基于时域平均的齿轮故障诊断

提出了信号时域平均处理的新算法,解决了周期截断误差对平均结果的影响,并对测取的齿轮箱齿轮故障振动信号进行了处理。实验结果表明:该方法在齿轮故障信号的处理中能够消除背景噪声的影响,取得比较理想的效果。     

基于ANSYS的车载式金属油罐有限元分析

利用有限元分析技术,应用ANSYS分析软件对车载式金属油罐罐体的结构强度进行了分析计算,得出在各种工况下的应力分布云图。通过对计算结果的分析,找出了产生最大应力的部位及原因,为金属油罐的优化设计提供了理论依据。     

基于Matlab的齿轮传动可靠性优化设计

在油料装备齿轮传动设计中,大多采用传统设计方法,存在人为误差大,计算精度低,难于找到符合需求的最优解等问题。提出了以齿轮传动可靠性为基础,将齿轮体积最小分解为中心距最小和齿宽最小双目标函数建立数学模型,利用Matlab程序实现齿轮传动的优化设计。实例证明,该方法在保证齿轮可靠度前提下可有效减小齿轮体积,并能更好适应产品要求。此方法简单、实用,易于设计人员掌握,并可应用于其它机械的优化设计。     

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。