非标准齿轮的性能研究

一、前言在齿轮设计制造中，主要考虑齿根折断和齿面疲劳两种失效方式。除此之外，人们对传动平稳性及运转噪音的要求也越来越高。理论和实践表明，非标准齿轮可以改善齿轮的传动性能，减小噪音。二、非标准尺寸的齿轮1．径向变位齿轮为改善齿轮的传动性能，广泛使用径向变位修正。修正后齿轮的齿项高、齿根高、齿厚和齿槽宽均与标准值不同，可按需要设计齿轮副的这些参数，以满足提高性能的要求。这里需要着重指出的是，变位齿轮副哨合传动时，重合度也会发生变化，从而明显影响齿轮副的传动性能，直齿圆柱齿轮副的重合度计算式如下：式中…     

基于局部综合的非零变位弧齿锥齿轮切齿仿真

常规非零变位弧齿锥齿轮的设计与加工,不能预控轮齿的接触区,不能预知齿形的变化。运用非零变位技术进行齿坯设计,利用局部综合法进行齿轮副的加工参数设计,并进行齿轮副的三维造型仿真。研究表明,设计者可利用局部综合法与TCA技术进行加工参数设计,使得齿面接触区能够预控;可根据加工参数建立齿面方程,完成对轮齿的三维造型,预知齿形的变化情况。     

齿轮轮缘厚度对齿根弯曲强度的影响

分别采用KISSsoft和有限元软件计算一对渐开线直齿轮副在不同轮缘厚度情况下的齿根应力并进行对比,两者计算结果相差较大,且后者计算的轮缘内侧应力随轮缘厚度的减小而增大。但前者不考虑轮缘厚度系数、齿间载荷分配系数和齿向载荷分布系数换算后的齿根应力与后者计算结果接近。计算结果表明,KISSsoft中轮缘厚度系数就是有限元计算轮缘内侧应力的等效反应,将后者轮缘的失效通过前者齿根应力过大反应出来。该研究提醒设计者优化齿轮轮缘设计,达到提高齿轮强度、寿命的目的。     

蔬菜钵苗密植移栽机多行取苗机构设计与试验

为实现蔬菜钵苗密植自动移栽,提出一种能够降低因齿轮间的齿侧间隙引起的传动误差进而提高运动准确性的大重合度非圆齿轮传动机构,根据小青菜钵苗密植移栽农艺要求,设计了密植移栽取苗轨迹和一种基于该传动机构的非圆齿轮行星轮系八行同步取苗机构。开展了取苗机构的逆向设计,并对其进行了运动学分析,自主开发了密植移栽取苗机构反求设计软件。为降低传动误差,该行星轮系取苗机构一级齿轮传动采用大重合度非圆齿轮传动,二级齿轮传动采用斜齿轮传动,每级齿轮传动的重合度均接近2。基于虚拟样机技术和高速摄像技术对取苗机构进行轨迹测试试验,得到试验和仿真取苗轨迹,并对比理论计算轨迹,三者轨迹基本一致,验证了密植移栽取苗机构设计的可行性。对密植移栽取苗机构进行取苗试验,取苗机构的取苗成功率为95%左右,检验了机构样机性能。     

多功能播种机-株距可调式变速器设计

针对目前市场上播种机播种功能单一、间距调节困难等问题,设计了一款间距可调式8挡变速器多功能播种机。首先,在选择合理传动方案基础上,进行株距可调式变速器传动机构设计计算,结合株距可调式变速器输入轴的转速,计算出该变速箱的所有传动比、各齿轮模数及各齿轮齿数,进而完成轴上零件的设计;其次,采用三维建模、运动学分析和有限元分析等方法,构建变速器三维模型,计算得出齿轮产生的最大等效应力为54.484 MPa,发生在齿根附近,并且由齿根到齿顶逐渐减小,计算得出最大频率为165 Hz;对6阶模态下箱体的变形进行分析得到,当壳体超过2阶模态时,不会引起共振。上述结果表明：分析可调式变速器及变速箱的动态性能、齿轮强度等,对于指导间距可调式变速器的设计具有重要作用。     

多功能作业机传动齿轮的齿廓修形研究

齿廓修形是减小啮入、啮出冲击,提高齿轮传动平稳性的重要手段,为确定不同修形量分配方式和不同修形量对齿轮修形效果的影响,利用KISSsoft和ANSYS软件,对多功能作业机传动齿轮进行修形和瞬态动力学分析,得出修形前、后齿面接触应力随时间的变化曲线。结果显示:修形量相同时,两齿轮齿顶修形比两齿轮齿顶、齿根同时均分修形量效果好;两齿顶修形时,最大接触应力随修形量的增加先减小后增大,甚至出现局部突变。瞬态动力学分析为确定最佳齿轮修形量提供参考依据,且在最佳修形量下,齿轮副的其他性能也得到一定程度的提高。     

基于Pro/E和ANSYS的旋耕机圆锥齿轮有限元分析

利用Pro/ENGINEER WildFire3.0强大的三维实体造型功能,对LY型旋耕机传动箱主动轴上的锥齿轮建立复杂的直齿圆锥齿轮齿廓三维模型。同机配置ANSYS—Pro/E接口,将齿轮模型导入ANSYS中,形成相应的三维有限元模型;对齿根应力进行有限元分析,得出了齿根弯曲应力等值分布图和齿轮应变图,由此为直齿圆锥齿轮的精确设计提供了可靠的理论依据和可行的方法,提高了设计质量和效率。     

直线齿廓内齿内啮合传动研究

提出了一种新型直线共轭内啮合齿轮副传动形式。其中内齿轮的齿廓为直线,外齿轮齿廓为与之共轭的曲线。定义了直线内齿齿廓方程,提出了外齿轮共轭曲线的求解方法,推导了该啮合传动的重合度计算公式。根据实例参数,绘制出齿轮副共轭齿廓并模拟了啮合过程,验证了这种齿轮传动的可行性。     

拖拉机最终传动多目标模糊可靠性优化设计

综合考虑拖拉机单级外啮合直齿圆柱齿轮最终传动的承载能力、结构、齿面磨损和传动效率等问题,应用模糊数学和可靠性理论以及多目标优化技术对该机构进行设计.建立了以机构的体积和两齿轮的最大滑动系数最小、效率最高为目标函数,以模数、小齿轮齿数、齿宽和啮合角为设计变量的多目标模糊可靠性优化设计数学模型,应用多目标优化的模糊解法和遗传算法对其进行求解.在保证最大滑动系数不超限的前提下,模糊可靠性优化设计方案比常规可靠性优化设计和原设计方案体积分别减小1.55%和6.74%,且传动效率得以提高.     

椭圆形刀顶对齿根弯曲应力的影响

着重研究了椭圆形刀顶曲线的形状对齿根弯曲应力的影响，并以减小最大齿根弯曲应力为目标，对椭圆形刀顶曲线的形状参数进行了优化设计。应用边界单元法，分别计算了普通圆弧形刀顶及椭圆形刀顶加工出的齿轮的齿根弯曲应力，应力分析结果表明：使用具有最优参数的椭圆形刀顶的刀具加工出的齿轮，其最大齿根弯曲应力比普通齿轮的最大齿根弯曲应力降低了１０．１％     

三环减速器实际接触齿数及载荷分配的研究

在考虑内啮合齿轮副内外齿廓理论间隙、制造误差及轮齿弹性变形的基础上,建立了三环减速器实际接触地数及各齿间载荷分配的理论分析模型,计算出在额定载荷工况下的实际接触齿对数及各齿上的载荷分配,并利用应变测试方法进行了相应的实验研究,验证了理论分析计算的结果,为三环减速器承载能力的估算、齿轮几何参数的确定及零部件的强度分析计算提供了理论依据。     

小排量汽油机变排量机油泵齿轮设计

变排量的机油泵可以根据发动机工况精确控制机油泵的流量,有效降低机油泵的驱动功,但由于齿轮设计不合理,会造成齿轮的断裂问题。针对这种情况,根据对机油泵转速、机油输出流量、工作压力等的设计要求进行齿轮泵齿轮的设计,确定齿轮相关参数,通过校核齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度来确定计算的结果。最后,应用有限元分析外啮合齿轮给定工况,观察外啮合齿轮接触应力和齿轮变形情况,从而验证该齿轮具有一定可靠性。     

平行动轴少齿差传动多齿接触问题研究

以有限元弹性接触分析理论为基础，建立了平行动轴少齿差内啮合齿轮多齿接触时的有限元模型，提出了一种对平行动轴少齿差内齿轮副啮合过程中实际接触齿对数、齿间载荷的分配及齿面载荷分布的分析计算方法。以SH－350型平行动轴少齿差双环减速器为例，分析了其在额定载荷工况下的实际接触齿对数、齿间载荷分配及齿面载荷分布规律等，并利用应变测试方法进行了相应的实验，验证了理论分析计算的结论，为平行动轴少齿差内啮合齿轮传动承载能力的估算，齿轮几何参数的确定及零部件的强度分析计算提供了理论依据。     

基于ANSYS的拖拉机传动装置结构优化研究

以拖拉机传动装置为研究对象,分析主要传动机构中锥齿轮传动副存在的共振的风险.通过对拖拉机传动装置中弧形锥齿轮进行参数设计,并计算其接触应力、啮合频率及回转频率,建立锥齿轮传动副三维模型,并利用ANSYS进行接触应力和模态分析.结果表明:有限元分析所得接触应力与理论计算值相当,模态分析所得固有频率与啮合频率和回转频率相差...     

直廓内齿与渐开线齿轮啮合传动计算与噪声试验

提出用直线齿廓替代内齿轮的渐开线齿廓,使渗碳淬火后的内齿轮易于成形磨齿.利用齿面接触分析(TCA)和承载接触分析(LTCA)技术,研究分析直廓内齿轮与渐开线齿轮啮合的受力状态、齿间载荷分配、传动误差.通过台架试验,采集渐开线内齿轮行星减速器和直廓内齿轮行星减速器在不同转速和载荷下的噪声,进行对比分析,研究直廓内齿轮传动的动态性能.直廓内齿轮传动有"修缘"的特点,承载下的传动误差波动比空载小得多.     

汽车变速器齿轮修形仿真分析

汽车变速器的关键部件齿轮因其加工和装配质量的影响,工作时容易引起振动噪声大及承载能力降低等问题,而齿轮修形是解决这些问题的有效方法,且成本较低。针对某款汽车变速器,利用Romax对齿轮进行修形分析。结果表明,修形后减小了齿轮的传动误差和最大接触应力,齿面载荷分布更加合理。有效改善了齿轮的传动性能,增加了齿轮寿命。     

真实齿面相交干涉误差来源及接触分析

考虑安装误差、支撑条件和齿轮承载变形等因素的影响,研究了基于有限元计算渐开线斜齿轮变速器箱体系统误差的新方法,利用齿轮空间啮合理论,得出各个齿轮副的系统误差及人为误差,给出齿轮综合误差的计算公式。搭建真实渐开线斜齿轮相交干涉齿轮副模型,对标准齿轮和相交干涉齿轮的齿廓应力变化、齿向接触区域分布进行对比分析研究。计算结果表明,考虑齿轮副安装误差时,点接触和线接触的接触应力均有上升,线接触状态只变化了10.8%,而点-线接触的接触应力变化了46.4%,说明斜齿轮点-线接触对齿轮综合误差敏感性大于线接触。      

泵站用行星齿轮变速传动装置的设计

基于泵站的更新改造,针对目前国内泵站采用直联传动的现状,结合泵站变速调节的优点,提出了采用行星齿轮变速的泵站传动装置.该传动装置由行星齿轮变速和齿轮减速两部分组成,行星齿轮变速由一排2X-H型行星齿轮传动及控制变速器运动输入的两个离合器和两个制动器组成.通过分析行星齿轮的运动得到了变速比.通过对行星齿轮两种配齿方案的计算和分析,确定了用于泵站的行星齿轮传动变速方案：选用转速为1 500 r/min的电动机,行星齿轮变速的两种传动比为3和1.5.经过配齿设计,得出泵站所需要的输出转速为250 r/min和125 r/min.采用行星齿轮变速传动也可以满足南水北调工程泵站流量和扬程变化大的特点.     

齿轮齿形和齿向修形的设计

主要介绍齿轮齿形和齿向修形的设计,并根据齿轮可连续传动的条件,进行齿形检测框图的设计。通过齿轮的修形,可以弥补制造误差、安装误差等因素的影响,降低齿轮的动载荷,改善齿轮的受力不均匀现象,提高齿轮寿命。