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修形后齿轮啮合特性的研究

一、关于“修形齿形”的概述 利用摆线的特点仅对渐开线齿形的齿顶和齿根部进行修形。修形后可使齿根处的齿厚增大从而使齿轮的弯曲强度提高。被修形的轮齿中间部分仍然采用渐开线齿形,使该处仍然保持原有渐开线的啮合特点。用摆线修形后的齿形本文简称为“修形齿形”。 图1所示为由直线尸‘口、摆线QS以及反对称于X轴的另一直线和摆线组成的几何图形为修形齿形的基准齿条刀具齿形。用该基准齿条刀具加工出来的齿轮齿形是由内摆线、外摆线、渐开线和齿根过渡曲线等四段曲线组成,即在渐开线齿形的基础上将齿顶和齿根处分别用内、外摆线进行修形。用包络线法可求得与基准齿条共扼的齿形曲线方程。略去渐开线段齿形方程式。摆线段齿形方程可写成: x=(a,,2土r)sin职料a,.2sin(al,:士沪) ,=土(a,,2士r)eos们”。,,Zeos(01,:土沪) 沪=a2.:(0,,:+Zinva。)/r 式中,a。为啮合角,:为分度圆半径,al,2为内、外摆线滚圆半径...  (本文共3页) 阅读全文>>

内蒙古科技大学
内蒙古科技大学

对数螺旋锥齿轮的齿廓修形研究

对数螺旋锥齿轮本身就是为了解决目前螺旋锥齿轮啮合线上螺旋角不等而设计的一种新型的螺旋锥齿轮,主要应用在高速重载的精密机床、车辆传动和工程机械等领域中,这就要求对数螺旋锥齿轮在承载能力和传动效率等方面达到比较高的水平。螺旋锥齿轮的齿廓修形可以直接影响了该齿轮的动态性能和齿面强度,通过研究发现,对螺旋锥齿轮进行齿廓修形可以提高螺旋锥齿轮的接触疲劳强度、降低了最大啮合应力,达到了齿轮设计中消除啮合冲击、减少噪音和提高齿轮使用寿命的效果,具有重要工程应用价值。论文将有限元应用到传统的齿轮齿廓修形方式中,以齿轮接触有限元理论为基础,结合对数螺旋锥齿轮齿形原理和齿轮啮合理论,建立对数螺旋锥齿轮三维模型,并在ANSYS Workbench软件中建立有限元齿轮接触分析模型,在对数螺旋锥齿轮加载接触分析的基础上,进行齿廓修形研究与修形后的啮合分析。本课题主要研究内容可分为四个部分:首先,叙述螺旋锥齿轮的应用现状,针对对数螺旋锥齿轮,进行齿形原理的...  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
武汉理工大学

渐开线圆柱齿轮齿廓修形与啮合规律研究

渐开线圆柱齿轮是当前应用最广泛的机械与汽车传动零件之一,具有承载能力大,传递平稳,性能稳定等优点。齿轮技术包含着多学科多领域的综合技术,体现了国家基础工业水平高低。随着科技的发展,渐开线齿轮在重载、高速传动领域的应用更加广泛,这就对齿轮的设计能力和研发技术提出了更高的要求。非对称齿轮的设计能够保持常规渐开线齿轮啮合平稳等优点,又具有更好的适应性和承载能力。由于制造、装配误差以及系统本身弹性变形的存在,齿轮啮合是非常复杂的过程。因此,合理的齿轮设计、齿轮啮合规律分析方法的研究、啮合特性的分析对于提升齿轮的啮合性能具有重要意义。因此,本文旨在探索齿轮设计与分析的新方法,针对渐开线非对称齿轮齿廓设计与修形、啮合磨损及疲劳预测等展开研究,系统研究考虑系统变形的圆柱齿轮修形技术。根据啮合理论和坐标变换方法,推导出具有双压力角双齿根圆弧的渐开线非对称齿轮的坐标方程,利用推导的方程对对称齿轮和非对称齿轮均适用。建立了齿轮接触分析模型,获得了不...  (本文共149页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

基于接触分析的斜齿轮修形方法研究

斜齿圆柱齿轮传动具有啮合平稳、承载能力强等优点,行星齿轮传动装置具有结构紧凑、体积小、重量轻、传动比大等优点,汽车自动变速器常采用斜齿行星齿轮传动装置。齿轮的制造、安装误差及啮合过程中轮齿变形等因素会引起啮合冲击并伴有噪声和振动,齿轮轴的弯曲变形和扭转变形会导致轮齿承受载荷分布不均、承载能力下降,一般的改善方法是对轮齿作齿廓修形和齿向修形,研究表明,轮齿修形可有效减轻啮合冲击、消除轮齿边缘接触和齿向偏载,对减振降噪、提高齿轮承载能力和使用寿命很有意义,具有重要工程应用价值。本文围绕汽车行业对轮齿修形的重要需求,以某轿车自动变速器中一级斜齿行星传动装置为研究对象,提出了一种快速参数化有限元建模方法,对内齿圈和行星轮啮合副的齿廓修形和齿向修形、啮合特性及动力接触分析等进行了较为深入的研究,主要研究成果如下:1.基于ANSYS APDL参数化编程设计语言,提出斜齿行星传动装置的快速参数化建模方法,该方法具有准确简便及参数易修改等优点,...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
武汉理工大学

变速器齿轮的修形研究

渐开线斜齿轮具有承载能力高、运转平稳可靠、传动效率高、使用寿命长等优点,广泛应用于各类机械系统中。汽车变速器普遍采用平行轴系的渐开线圆柱齿轮系统,除了在低速时的一档或倒档可能使用直齿轮外,其他档位一般都采用斜齿轮传动。但是在齿轮啮合过程中,由于受到齿轮轴和轮齿的变形、轮齿制造误差和安装误差等因素的影响,使轮齿所受载荷分布不均匀,引起振动噪声和传动不平稳,从而影响齿轮系统的传动性能。因此为了避免这种现象的发生,在不改变齿轮基本参数的前提下,齿轮修形是一种非常有效的方法。在三维软件UG中建立某微型车变速器的一对常啮合齿轮副的几何模型,然后导入到有限元软件ANSYS中经过前处理完成其有限元模型的建立,并进行静态的接触非线性分析。因为啮合刚度、传递误差和载荷分配是研究齿轮修形的基础,通过有限元分析可得到轮齿齿间载荷分布和齿面载荷分布情况、传动中的传递误差和啮合刚度、以及接触应力和弯曲应力分布,为下一步的齿轮修形提供理论依据。齿轮修形有齿...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

《煤矿机械》2018年01期
煤矿机械

渐开线齿廓修形方法及应用

1概述1.1齿廓修形的作用在一对齿轮的啮合过程中,由于参与啮合的轮齿对数周期性变化引起了啮合刚度的周期性变化,同时受齿轮加工误差及安装误差的影响,使得齿轮的实际啮合点偏离理论啮合点,从而引起传动时轮齿撞击而引起齿轮副振动和噪音。齿轮副本身是一个复杂的多自由度振动系统,齿轮副的振动主要包括周向振动、径向振动和轴向振动。研究表明,齿轮的径向和轴向振动与周向振动具有相同的基本频率数,且加速度波形也相近,只是周向振动有更多的高频波,可以认为,齿轮的径向和轴向振动是由周向振动引起的。采用齿轮修形能有效减小齿轮传动的振动,降低齿轮刚度的变化率,从而降低齿轮传动的噪音。实验表明:齿向修形可降低传动噪音2~8 d B;齿廓修形可降低噪音5 d B;齿形误差、S形或中凹齿形可增加传动噪音18 d B。齿轮修形包括齿廓修形及齿向修形,其中,齿廓修形对降低齿轮周向振动振幅有直接影响,同时,在某些工艺过程中也需要对产品或刀具齿廓进行修形,本文主要讨论渐...  (本文共5页) 阅读全文>>

《机械传动》2017年04期
机械传动

基于接触有限元分析的渐开线齿轮修形曲线的研究

0引言齿轮在传动过程中出现啮入、啮出冲击,产生急剧变化的啮合刚度将会导致严重的振动,降低齿轮传动的稳定性、增大齿轮传动的噪声以及缩短齿轮的寿命,而随着国家制造强国战略的提出,对齿轮传动机构的精度要求越来越高。对此,研究人员需要研究新型的齿轮修形技术以适应齿轮传动低噪声、重载的发展趋势[1]。齿轮修形技术是国内外企业设计和制造高精度齿轮的核心技术[2-3]。其中,在齿轮啮合过程中,减少受载变形导致的啮入、啮出冲击,从而切去渐开线齿廓在齿顶或者齿根的一部分,消除载荷突变,保证齿轮传动的平稳性,即齿廓修形。齿廓修形的主要任务是确定最大修形量、修形长度和修形曲线3个要素。本文中针对某传动系统典型的标准齿轮副,建立理论渐开线齿轮副模型,通过有限元接触分析结果精确地提取弹性变形作为最大修形量,并且探讨和选择修形曲线方程表达方式,通过修形前后应力云图对比,验证齿廓修形设计方案的正确性。1啮合齿轮副有限元模型本文中研究的渐开线齿轮副参数如表1所...  (本文共4页) 阅读全文>>