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求解面齿轮啮合轨迹的新方法

计算机仿真 2009年第1期26卷 276-279页

作者：赵宁曾晓春郭辉方宗德西北工业大学机电学院陕西西安710072

根据面齿轮传动的点接触原理,提出一种求解面齿轮啮合轨迹的新方法,假设小齿轮、刀具、面齿轮三齿面同时啮合,通过求解小齿轮-刀具接触线和面齿轮-刀具接触线的交点,以确定它们在固定坐标系下的啮合线,从而反求面齿轮和小齿轮齿面上的... 详细信息

根据面齿轮传动的点接触原理,提出一种求解面齿轮啮合轨迹的新方法,假设小齿轮、刀具、面齿轮三齿面同时啮合,通过求解小齿轮-刀具接触线和面齿轮-刀具接触线的交点,以确定它们在固定坐标系下的啮合线,从而反求面齿轮和小齿轮齿面上的啮合轨迹;通过MATLAB的数值计算功能,利用新方法求解了面齿轮传动的啮合轨迹,并与轮齿接触方法(TCA)求得的面齿轮啮合轨迹进行对比,发现结果一致,证明了方法的可行性;对安装误差下的面齿轮传动进行了分析,研究了不同安装误差对面齿轮啮合轨迹的影响。

关键词：面齿轮啮合轨迹轮齿接触分析仿真

基于Matlab的正交圆弧齿面齿轮啮合分析

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机械科学与技术 2011年第10期30卷 1743-1747,1752页

作者：孟凡净周哲波黄道业安徽国防科技职业学院机械工程系六安237000 安徽理工大学淮南232001

基于啮合原理和微分几何的理论,推导出了正交圆弧齿面齿轮啮合传动的齿面方程和啮合轨迹方程,通过对啮合轨迹方程的仿真研究,得出了影响正交圆弧齿面齿轮啮合轨迹的主要参数为基本齿廓上任意点的压力角和各段圆弧中心到法面齿形任一点... 详细信息

基于啮合原理和微分几何的理论,推导出了正交圆弧齿面齿轮啮合传动的齿面方程和啮合轨迹方程,通过对啮合轨迹方程的仿真研究,得出了影响正交圆弧齿面齿轮啮合轨迹的主要参数为基本齿廓上任意点的压力角和各段圆弧中心到法面齿形任一点的距离。

关键词：圆弧齿面齿轮啮合轨迹啮合传动压力角仿真研究

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双圆弧直、斜齿轮传动的啮合特性分析

矿山机械 2009年第10期37卷 16-20页

作者：孟凡净周哲波安徽国防科技职业学院机械工程系安徽六安237000 安徽理工大学机械工程系

基于齿轮啮合原理、微分几何的理论,推导了双圆弧直齿轮、斜齿轮传动的啮合方程,应用MatLab软件对该啮合方程进行分析仿真并得到了该齿轮传动的啮合轨迹,通过对仿真图形的分析,得出了基本齿廓上任意点的压力角对双圆弧直、斜齿轮啮合轨... 详细信息

基于齿轮啮合原理、微分几何的理论,推导了双圆弧直齿轮、斜齿轮传动的啮合方程,应用MatLab软件对该啮合方程进行分析仿真并得到了该齿轮传动的啮合轨迹,通过对仿真图形的分析,得出了基本齿廓上任意点的压力角对双圆弧直、斜齿轮啮合轨迹的影响大小。

关键词：双圆弧直齿轮双圆弧斜齿轮齿面方程啮合轨迹压力角

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航空圆弧齿面齿轮啮合特性分析

机械传动 2008年第5期32卷 14-17页

作者：孟凡净周哲波安徽国防科技职业学院机械工程系安徽六安237000 安徽理工大学机械工程系安徽淮南232001

基于啮合原理和微分几何的理论,推导出了弧齿面齿轮啮合传动的齿面方程和啮合轨迹方程,通过对啮合轨迹方程的仿真研究,得出了影响弧齿面齿轮啮合轨迹的主要参数为基本齿廓上任意点的压力角和基本齿条的法截面到端截面的垂直距离。

关键词：弧齿面齿轮啮合轨迹啮合传动压力角仿真研究

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斜齿面齿轮传动的接触应力与振动特性分析

斜齿面齿轮传动的接触应力与振动特性分析

作者：宋相男南京航空航天大学

学位级别：硕士

本文以斜齿面齿轮传动系统作为研究对象,针对其齿面成形、齿宽限制条件、齿面接触轨迹、齿面弹性接触和传动系统的非线性动力学特性开展较为系统的研究。(1)基于包络理论和齿轮啮合原理,借助加工刀具的齿面方程和坐标转换关系,建立了斜... 详细信息

本文以斜齿面齿轮传动系统作为研究对象,针对其齿面成形、齿宽限制条件、齿面接触轨迹、齿面弹性接触和传动系统的非线性动力学特性开展较为系统的研究。(1)基于包络理论和齿轮啮合原理,借助加工刀具的齿面方程和坐标转换关系,建立了斜齿面齿轮的齿面方程;利用微分几何学对斜齿面齿轮的最小内半径与最大外半径进行了计算,并分析了螺旋角对斜齿面齿轮齿宽的影响;利用三维建模软件建立了斜齿面齿轮三维模型。(2)根据斜齿面齿轮点接触传动的特点,利用刀具、面齿轮和啮合小齿轮三者之间假想的啮合关系,给出了斜齿面齿轮齿面接触轨迹的的计算公式;建立了包含轴交角、轴交错及轴向安装误差的啮合坐标系,分析了安装误差、螺旋角及齿数差对斜齿面齿轮齿面接触轨迹的影响规律,给出了通过调节安装误差来改善接触轨迹在齿面分布情况的建议。(3)依据弹性接触问题的基本理论以及线性规划理论,将斜齿面齿轮的齿面接触问题表述成线性规划问题;对线性规划的单纯形算法加以改进,使之适合于求解斜齿面齿轮的齿面接触问题,通过该方法,求得了齿面接触区域的载荷分配、变形量及最大接触应力。(4)基于振动理论和集中质量法,建立了包含时变啮合刚度、齿侧间隙、支承刚度及轴承间隙的斜齿面齿轮非线性动力学模型,并推导了系统的动力学微分方程,计算了斜齿面齿轮副的时变啮合刚度;分析了系统的固有特性,研究了输入转速、啮合阻尼、齿侧间隙及轴承间隙对系统分岔特性的影响。

关键词：斜齿面齿轮啮合轨迹承载接触时变啮合刚度非线性动力学分岔

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正交面齿轮的插齿加工及啮合性能分析

正交面齿轮的插齿加工及啮合性能分析

作者：李云哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

正交面齿轮传动是一种采用圆柱齿轮与正交面齿轮进行啮合的结构形式,可以实现传递轴之间存在一定角度时的动力传递。本文针对正交面齿轮基于插齿加工的建模、误差分析、加工仿真及其啮合性能四方面进行了深入的探索和研究。根据正交面... 详细信息

正交面齿轮传动是一种采用圆柱齿轮与正交面齿轮进行啮合的结构形式,可以实现传递轴之间存在一定角度时的动力传递。本文针对正交面齿轮基于插齿加工的建模、误差分析、加工仿真及其啮合性能四方面进行了深入的探索和研究。根据正交面齿轮的插齿加工原理建立相关坐标系,进而由共轭曲面的创成原理建立正交面齿轮齿面的数学模型,确定了正交面齿轮产生齿根根切、齿顶变尖时的半径,并在此基础上选取合适的有效齿长,然后利用Pro/E软件建立正交面齿轮的三维模型。同时在所建立的齿面方程的基础上,考虑插齿刀压力角误差及其传动误差两方面的因素,建立其误差模型。通过分析求解,确定了两种误差对面齿轮压力角、轮齿齿形及齿厚所产生的影响。针对当前正交面齿轮插齿加工仿真的不完整性,在以WFL M35车铣复合机床作为加工平台的基础上,借助虚拟加工软件VERICUT对面齿轮的插齿加工过程进行仿真模拟。在仿真时不仅可以直观形象的观察到面齿轮的插齿加工过程,而且通过对完成工件的分析,可以清楚地观测到面齿轮的齿面形状及其轮齿的齿顶变尖和齿根根切的现象。从而验证了面齿轮生成原理及插齿加工过程的正确性,为正交面齿轮的进一步设计加工提供了有力的依据。考虑到正交面齿轮插齿加工的特殊性,插齿刀的齿数要比圆柱齿轮的多1到3个,根据正交面齿轮与圆柱齿轮在齿面的啮合点处有公共的位置和法向向量,推导出圆柱齿轮与面齿轮的啮合轨迹方程,并将接触轨迹在面齿轮齿面上进行可视化仿真,通过改变圆柱齿轮的轮齿数,计算出其各自接触轨迹的位置。同时利用ADAMS软件对面齿轮传动系统进行啮合仿真,通过改变圆柱齿轮的齿数,根据仿真结果及数据分析了由于啮合点位置的不同对面齿轮传动误差及加速度的影响,从而确定了不同的圆柱齿轮对面齿轮啮合性能所造成的影响。

关键词：正交面齿轮齿面建模误差分析插齿仿真啮合轨迹

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弧线齿面齿轮加载啮合分析及接触应力研究

弧线齿面齿轮加载啮合分析及接触应力研究

作者：赵玉龙南昌航空大学

学位级别：硕士

弧线齿面齿轮副作为一种新型的传动机构,具有重合度大,体积小,分流效果好等优点,本文以与端面渐开线齿廓弧线齿圆柱齿轮相啮合的面齿轮作为研究对象,对其齿面设计、三维实体建模、齿面接触分析、多齿有限元模型建立以及多种加载啮合情... 详细信息

弧线齿面齿轮副作为一种新型的传动机构,具有重合度大,体积小,分流效果好等优点,本文以与端面渐开线齿廓弧线齿圆柱齿轮相啮合的面齿轮作为研究对象,对其齿面设计、三维实体建模、齿面接触分析、多齿有限元模型建立以及多种加载啮合情况下面齿轮传动性能参数的变化规律进行分析研究,主要内容如下:（1）根据弧线齿面齿轮的展成原理,建立弧线齿面齿轮展成加工坐标系,将弧线齿圆柱齿轮作为假想刀具,结合齿廓啮合的基本规律,推导弧线齿面齿轮的齿面方程;根据微分几何原理计算弧线齿面齿轮不发生根切与顶尖的最小内半径与最大外半径值;通过MATLAB软件计算弧线齿圆柱齿轮与面齿轮的齿面点集,结合CATIA创建精确的弧线齿面齿轮副三维模型,为后续有限元分析提供模型基础。（2）结合点接触弧线齿面齿轮的传动特点,根据弧线齿面齿轮齿面连续切触的条件,模拟刀具、弧线齿圆柱齿轮与弧线齿面齿轮三者的假想啮合关系,建立弧线齿面齿轮齿面连续切触方程;构建含轴交错误差、轴交角误差与轴偏移误差的安装误差坐标系,通过对弧线齿面齿轮齿面啮合轨迹进行可视化求解,得到安装误差、弧线齿圆柱齿轮齿数差与啮合角对弧线齿面齿轮齿面啮合轨迹的影响规律,发现轴交角误差对啮合轨迹的影响最为显著、改变圆柱齿轮齿数不会影响啮合轨迹分布,适当的调节安装误差可以改善啮合轨迹在齿面上的分布情况。（3）依据弹性接触力学理论,计算弧线齿面齿轮副啮合点的主曲率与主方向,研究安装误差对弧线齿面齿轮齿面应力与应变的影响;建立弧线齿面齿轮单齿有限元模型进行加载,分析齿面接触应力变化,得到在不发生边缘接触情况下赫兹接触应力法与有限元法计算的接触应力结果相差为8%,但在齿顶位置计算出的接触应力结果,有限元计算法更准确,可以反应应力集中。（4）建立弧线齿面齿轮多齿有限元模型,通过应用ABAQUS软件对其进行轻载、中载、重载三种情况加载,分析三种情况下,弧线齿面齿轮中间齿接触应力与弯曲应力的变化规律,寻得易发生弯曲疲劳的位置;通过对弧线齿面齿轮重合度、传动误差以及载荷分配系数进行计算,得到三种加载情况对弧线齿面齿轮的影响规律。

关键词：弧线齿面齿轮啮合轨迹接触强度传动性能有限元模型

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面齿轮啮合过程中齿面接触应力分布研究

湖南工业大学学报 2012年第3期26卷 52-57页

作者：舒陶亮何国旗孙晓卢祥江湖南工业大学机械工程学院湖南株洲412007

利用微分几何学原理推导了面齿轮传动的齿面主曲率与主方向,由此得出面齿轮传动中诱导法曲率的2个主值。分析了面齿轮传动中的主要参数对曲率的影响,并根据面齿轮接触点主曲率和两弹性体弹性系数与接触椭圆区域的关系,确定了面齿轮啮合... 详细信息

利用微分几何学原理推导了面齿轮传动的齿面主曲率与主方向,由此得出面齿轮传动中诱导法曲率的2个主值。分析了面齿轮传动中的主要参数对曲率的影响,并根据面齿轮接触点主曲率和两弹性体弹性系数与接触椭圆区域的关系,确定了面齿轮啮合的接触域;同时,分析了面齿轮在理想啮合状态下的齿面接触压力的分布和变化,并进行了仿真分析。研究结果表明:面齿轮啮合过程中,齿面接触应力沿齿宽方向,靠近边缘两端的应力较大,靠近外边缘的应力最大,而齿面中部的应力最小。因此,面齿轮传动设计中应考虑齿面修型,使面齿轮啮合的接触点靠近齿面中部,以提高面齿轮的承载能力,改善轮齿啮入啮出时的冲击。

关键词：面齿轮传动齿面曲率接触应力诱导法曲率啮合轨迹

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克林根贝格螺旋锥齿轮的啮合特性分析

宿州学院学报 2010年第2期25卷 26-30页

作者：韩士萍六安职业技术学院机电工程系安徽六安237000

基于啮合原理和微分几何的理论,推导出了克林根贝格螺旋锥齿轮的齿面方程和啮合轨迹方程,通过对啮合轨迹方程的仿真研究,得出了影响克林根贝格螺旋锥齿轮啮合轨迹的主要参数为啮合过程中的转角pθ和θ。

关键词：克林根贝格螺旋锥齿轮啮合轨迹啮合传动压力角仿真研究