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齿轮传动的线外啮合与冲击摩擦

机械工程学报 2008年第3期44卷 75-81页

作者：周长江唐进元钟志华湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 中南大学机电工程学院长沙410075

通过齿轮传动线外啮合机理分析,提出沿啮合作用线方向构建'系统等效误差-轮齿综合变形'计算模型的方法。按统计规律将齿轮主要误差项沿啮合线一次合成为系统等效误差;根据啮合原理和'轮齿综合变形-载荷历程'曲线,反推出线外啮入冲击点... 详细信息

通过齿轮传动线外啮合机理分析,提出沿啮合作用线方向构建'系统等效误差-轮齿综合变形'计算模型的方法。按统计规律将齿轮主要误差项沿啮合线一次合成为系统等效误差;根据啮合原理和'轮齿综合变形-载荷历程'曲线,反推出线外啮入冲击点的轮齿变形。将系统误差与轮齿变形沿啮合线二次合成,推导出线外啮入冲击点几何位置判据。获得啮入点的几何位置和冲击力这一关键数据,并求解出线外啮合段各点的几何位置和冲击力。进而建立线外啮入冲击摩擦模型,推导出各接触点的冲击摩擦力与摩擦因数。与相关研究比较,以上模型和计算方法及其分析结果比较可靠。上述研究对于深入探索齿面摩擦性态和齿轮传动减振降噪等具有一定的理论价值。

关键词：齿轮传动线外啮合冲击摩擦系统误差综合变形

变位非正交面齿轮副小轮齿向修形轮齿接触分析

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中国机械工程 2016年第15期27卷 2003-2009页

作者：周镇宇唐进元丁撼中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083

建立了变位非正交面齿轮的加工坐标系和啮合坐标系,推导了变位小轮及变位非正交面齿轮的齿面方程,计算得到了面齿轮数值齿面,分析了变位对非正交面齿轮齿宽的影响。在变位的基础上研究了对小轮进行齿向鼓形修形,而面齿轮不修形的修形方... 详细信息

建立了变位非正交面齿轮的加工坐标系和啮合坐标系,推导了变位小轮及变位非正交面齿轮的齿面方程,计算得到了面齿轮数值齿面,分析了变位对非正交面齿轮齿宽的影响。在变位的基础上研究了对小轮进行齿向鼓形修形,而面齿轮不修形的修形方式。分别对未变位、变位、变位加小轮齿向修形的三种非正交面齿轮传动形式进行考虑安装误差的轮齿接触分析。研究表明:随着变位系数增大,非正交面齿轮最小内半径、最大外半径及极限齿宽均减小;变位不影响非正交面齿轮副的接触规律;小轮齿向修形能降低接触轨迹对安装误差的敏感性,会引起幅值较小的直线型传动误差。

关键词：非正交面齿轮变位齿向修形轮齿接触分析

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齿轮系统的KV和NSD接触力模型对比研究

中南大学学报（自然科学版） 2014年第5期45卷 1443-1448页

作者：吴丽娟唐进元陈思雨中南大学机电工程学院、高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083

采用Kelvin-Voigt(KV)接触力模型和非线性弹簧-阻尼(NSD)接触力模型建立单自由度齿轮传动冲击动力学模型,模型考虑时变刚度和间隙。选取量纲一化的转速比为控制参数,转矩和冲击阻尼比系数为变化量,运用龙格-库塔数值分析方法,求解得到K... 详细信息

采用Kelvin-Voigt(KV)接触力模型和非线性弹簧-阻尼(NSD)接触力模型建立单自由度齿轮传动冲击动力学模型,模型考虑时变刚度和间隙。选取量纲一化的转速比为控制参数,转矩和冲击阻尼比系数为变化量,运用龙格-库塔数值分析方法,求解得到KV模型和NSD模型在相同参数条件下的相图和分岔响应曲线。在低速比条件下,动态响应基本相同;在高速比条件下,不同接触力模型条件下的响应存在差别。采用不同阻尼模型对系统低频响应影响不大,对高频响应的影响比较大,在NSD模型中,随着冲击阻尼系数的改变,共振区的响应会受到影响。

关键词：齿轮传动系统接触力模型冲击非线性响应

含过渡曲面的准双曲面齿轮精确三维几何建模方法

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机械科学与技术 2010年第3期29卷 358-363,368页

作者：唐进元聂金安现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室(中南大学) 中南大学机电工程学院长沙410083

针对用HFT(hypoid gear formate tilt)法加工的准双曲面齿轮,根据齿轮的实际加工过程和啮合原理,通过传统机床各运动部件的齐次坐标变换,推导了齿面方程和过渡曲面方程,得到准双曲面齿轮齿面精确数学模型的解析表达式。另一方面用商用软... 详细信息

针对用HFT(hypoid gear formate tilt)法加工的准双曲面齿轮,根据齿轮的实际加工过程和啮合原理,通过传统机床各运动部件的齐次坐标变换,推导了齿面方程和过渡曲面方程,得到准双曲面齿轮齿面精确数学模型的解析表达式。另一方面用商用软件CATIA通过虚拟制造方法,模拟齿轮加工过程,得出齿面和过渡齿面的包络曲线族,对包络曲线族进行曲面拟合得到含有过渡曲面的准双曲面齿轮的三维几何模型。比较虚拟加工得到的齿轮三维几何模型和MATLAB中计算出的理论齿面离散点,分析结果表明:笔者给出的建立螺旋锥齿轮精确三维几何模型方法正确有效。

关键词：准双曲面齿轮齐次坐标变换齿面方程几何模型

基于MasterCAM的三大类型五轴机床后处理程序编制方法

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制造技术与机床 2010年第8期 32-38页

作者：唐进元尹凤现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室中南大学机电工程学院湖南长沙410083

研究了五轴联动数控机床的结构和运动特点,分析和归纳了三大类型五轴机床摆长和轴偏距的相关定义。详细论述了MasterCAM五轴通用后处理"Generic Fanuc 5X Mill"文件的格式,提出了基于MasterCAM的五轴通用后处理"Generic Fanuc 5X Mill"... 详细信息

研究了五轴联动数控机床的结构和运动特点,分析和归纳了三大类型五轴机床摆长和轴偏距的相关定义。详细论述了MasterCAM五轴通用后处理"Generic Fanuc 5X Mill"文件的格式,提出了基于MasterCAM的五轴通用后处理"Generic Fanuc 5X Mill"文件,通过设置机床的结构特性参数,开发了适合三大类型五轴机床专用后处理程序的方法。利用VERICUT软件的仿真加工验证功能,通过构建五轴机床仿真系统、输入NC程序等步骤,实现对NC程序的模拟仿真。并利用VERICUT软件的"自动-比较"功能,对结果模型与原三维模型进行误差分析,验证所编后处理程序的正确性。此项研究工作为五轴后处理程序的开发提供了一种有效的途径。

关键词：五轴后处理五轴数控机床 MasterCAM VERICUT仿真加工

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磨削弧区高阶函数热源分布模型研究

机械工程学报 2019年第7期55卷 199-206页

作者：何玉辉徐彦斌唐进元赵波中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083 河南理工大学机械与动力工程学院焦作454000

假设磨粒形状为球形,其粒径和突出高度服从瑞利分布,将磨粒接触半径表达式应用泰勒公式展开,建立磨削弧区高阶函数曲线热源模型。通过对比分析三至六阶函数热源模型的拟合误差,发现当函数阶数达到五阶后,其误差值小于2.5%且下降程度趋... 详细信息

假设磨粒形状为球形,其粒径和突出高度服从瑞利分布,将磨粒接触半径表达式应用泰勒公式展开,建立磨削弧区高阶函数曲线热源模型。通过对比分析三至六阶函数热源模型的拟合误差,发现当函数阶数达到五阶后,其误差值小于2.5%且下降程度趋于平缓,故提出一种新型五阶热源模型。将新建的五阶热源模型与传统的矩形、三角形热源应用于磨削温度场仿真,并与热电偶测量结果进行对比分析,结果表明:五阶函数曲线热源相对于三角形热源和矩形热源而言,不论是整体符合程度、磨削弧区最高温度位置,还是实测结果应有的滞后性,其结果都更接近实际情况,从而验证了高阶函数曲线热源模型的正确性和优越性。

关键词：磨削弧区热源分布温度场五阶热源

机床调整参数误差对小轮齿面误差影响规律的理论研究

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机械工程学报 2010年第17期46卷 179-185页

作者：唐进元曹康李国顺邓小红中南大学机电工程学院长沙410083 中南传动机械厂长沙410200 郴州职业技术学院郴州423000

研究机床调整参数误差对变性法加工的准双曲面齿轮小轮齿面误差的影响规律。基于齿轮啮合原理建立准双曲面齿轮小轮的理论齿面方程和误差齿面方程,推导机床调整参数误差作用下的齿面任一点法向误差的解析表达式,提出机床调整参数误差对... 详细信息

研究机床调整参数误差对变性法加工的准双曲面齿轮小轮齿面误差的影响规律。基于齿轮啮合原理建立准双曲面齿轮小轮的理论齿面方程和误差齿面方程,推导机床调整参数误差作用下的齿面任一点法向误差的解析表达式,提出机床调整参数误差对齿面法向误差的影响系数概念,依此判断各项机床调整参数误差对齿面误差的影响程度。通过理论齿面和误差齿面的比较,确定各项机床调整参数误差作用下齿面节点处法向误差的变化规律,以及全齿面法向误差的变化规律。由解析法和非线性迭代法求解共同确定了准双曲面齿轮加工过程中对齿面误差影响较大的调整参数误差项。研究内容和方法可为准双曲面齿轮齿面误差补偿修正提供理论依据和实践指导。

关键词：准双曲面齿轮机床调整参数误差差曲面误差影响系数

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转向架颤振的分岔特性分析

中国铁道科学 2008年第1期29卷 61-64页

作者：颜海燕唐进元陈思雨中南大学机电工程学院湖南长沙410083

通过引入摩擦力与速度关系的近似非线性数学表达式,推导制动工况下机车车辆转向架制动块颤振的分段非线性数学方程。利用Runge-Kutta-Fehlberg(RK45)法,定量分析与研究方程解的性质和制动块颤振的非线性响应,给出随初始速度变化的时间... 详细信息

通过引入摩擦力与速度关系的近似非线性数学表达式,推导制动工况下机车车辆转向架制动块颤振的分段非线性数学方程。利用Runge-Kutta-Fehlberg(RK45)法,定量分析与研究方程解的性质和制动块颤振的非线性响应,给出随初始速度变化的时间位移曲线、相图和动态分岔图;分析机车制动时振动特性与闸瓦的质量、摩擦特性以及支撑部件刚度等因素的关系。特性分析表明:当速度小于0.218 9 m.s-1时系统会出现严重的自激振动,自激振动最大位移随着临界速度的增大而剧增;当速度增大到0.219 6 m.s-1时,系统出现Hopf分岔,从平衡点处分岔出稳定的极限环,振动的幅值较小;当速度大于0.219 6 m.s-1时临界速度对振动的最大位移影响较小,最大位移缓慢地增加。

关键词：颤振非线性振动分岔转向架制动

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弧齿锥齿轮动态啮合有限元数值分析

机械科学与技术 2009年第8期28卷 981-985页

作者：唐进元蒲太平中南大学机电工程学院现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室长沙410083

研究了螺旋锥齿轮动态加载接触分析有限元模型的构建方法,分析了一对五齿准双曲面锥齿轮在高速重载情况下轮齿的接触情况及接触区域在轮齿啮合过程中的变化规律,得到了齿面接触压强及M ises应力的分布情况,为弧齿锥齿轮的动态啮合特性... 详细信息

研究了螺旋锥齿轮动态加载接触分析有限元模型的构建方法,分析了一对五齿准双曲面锥齿轮在高速重载情况下轮齿的接触情况及接触区域在轮齿啮合过程中的变化规律,得到了齿面接触压强及M ises应力的分布情况,为弧齿锥齿轮的动态啮合特性的研究提供一种分析方法。

关键词：弧齿锥齿轮动力学分析加载接触分析有限元方法