混合润滑下变双曲圆弧齿线圆柱齿轮摩擦特性及传动效率分析

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作者 魏永峭 杨海江 +2 位作者 郭瑞 刘永平 董长斌 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1417-1428,共12页

齿轮在实际运行中由于润滑状态的不同,齿面摩擦系数存在显著差异,从而对齿轮的传动效率产生影响.变双曲圆弧齿线(VH-CATT)圆柱齿轮通常工作在混合润滑状态下,采用载荷分担理论推导了混合润滑下VH-CATT圆柱齿轮摩擦系数计算公式,建立了... 齿轮在实际运行中由于润滑状态的不同,齿面摩擦系数存在显著差异,从而对齿轮的传动效率产生影响.变双曲圆弧齿线(VH-CATT)圆柱齿轮通常工作在混合润滑状态下,采用载荷分担理论推导了混合润滑下VH-CATT圆柱齿轮摩擦系数计算公式,建立了混合润滑下VH-CATT圆柱齿轮传动效率计算模型,并通过绘制Stribeck曲线,研究了表面形貌参数、润滑油参数和法向载荷等对混合润滑状态下VH-CATT圆柱齿轮摩擦性能和传动效率的影响规律.研究结果表明:表面形貌参数的变化会导致混合润滑区扩大,从而使相同速度下的摩擦系数增大;润滑油黏度的增加会导致摩擦系数增大,同时Stribeck曲线向左移动,混合润滑区向边界润滑区扩展;载荷对Stribeck曲线的影响集中体现在混合润滑区与边界润滑区的过渡阶段;随着转速的增加,传动效率逐渐升高并趋于稳定,而在齿轮转速较低时,润滑油黏度和粗糙度对齿轮传动效率有显著影响. 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮 混合润滑 摩擦系数 STRIBECK曲线 传动效率

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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮功率损失研究

2

作者 魏永峭 杨海江 +4 位作者 郭瑞 黄康俊 王少江 漆小虎 王嘉 《中国重型装备》 2024年第4期74-83,共10页

齿轮在实际运行时的功率损失是影响其传动效率的重要因素。结合流体力学理论,根据变双曲圆弧齿线(VH-CATT)圆柱齿轮结构及传动特点,建立以FZG齿轮箱为参照的三维模型,采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法对气-液两相流下VH-CATT圆柱齿轮功... 齿轮在实际运行时的功率损失是影响其传动效率的重要因素。结合流体力学理论,根据变双曲圆弧齿线(VH-CATT)圆柱齿轮结构及传动特点,建立以FZG齿轮箱为参照的三维模型,采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法对气-液两相流下VH-CATT圆柱齿轮功率损失进行仿真分析。得到了气液两相流作用下齿轮箱内部润滑油与空气的流场及速度场,研究不同转速、不同润滑油、不同浸油深度对VH-CATT圆柱齿轮的功率损失的影响机理,并通过FZG试验台对仿真结果进行验证。研究结果表明:转速越高齿轮功率损失也越大;高黏度的润滑油具有更强的拖曳能力,使得齿轮功率损失更大;功率损失受浸油深度的影响呈正相关,选取适当的润滑油液位可以使得齿轮获得更好的润滑效果,产生较小的功率损失。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮 功率损失 光滑粒子流体动力学方法 FZG试验台

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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮非线性振动特性分析 被引量：8

3

作者 陈忠敏 侯力 +3 位作者 段阳 赵斐 彭文华 罗岚 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期209-216,共8页

为得到变双曲圆弧齿线圆柱齿轮(CHATT)工作时的振动规律,以便设计出运行平稳可靠、传动高效的齿轮,对其非线性振动特性展开研究。通过齿轮副承载接触分析,计算啮合线上轮齿的时变啮合刚度和轴向误差激励,并依据啮合冲击计算模型得到啮... 为得到变双曲圆弧齿线圆柱齿轮(CHATT)工作时的振动规律,以便设计出运行平稳可靠、传动高效的齿轮,对其非线性振动特性展开研究。通过齿轮副承载接触分析,计算啮合线上轮齿的时变啮合刚度和轴向误差激励,并依据啮合冲击计算模型得到啮入冲击激励。基于集中参数理论建立CHATT的12自由度的弯扭轴多因素耦合振动模型,再依据牛顿第二定律建立包含上述3种内部激励的振动微分方程组。采用变步长4阶Runge-Kutta法对量纲化后的方程组求解,对比主动轮和从动轮各自垂直、扭转和轴向上的振动特性数值解,结果表明:主动轮和从动轮的振动规律始终保持一致,竖直和扭转方向上作拟周期运动,轴向振动处于稳态响应的近混沌状态。进一步研究齿线半径、负载转矩和输入转速等3个参数变化对系统振动特性的影响规律,分析结果表明:轴向振动从多周期运动向近混沌运动演变,其振动的规律性更容易受到上述3个参数变化的影响。变双曲圆弧齿线圆柱齿轮振动模型的建立、求解和参数影响分析为后续的动态设计、不同参数下的振动响应趋势预测以及降噪提供了一定的理论依据。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线 承载接触分析 非线性振动 动态设计

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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮传动几何特性分析 被引量：7

4

作者 罗岚 侯力 +2 位作者 赵斐 吴阳 白青松 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期171-179,共9页

根据变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的加工原理与推导得到的齿面方程,确定方程各相关参数的取值范围,基于得到的齿面方程,依据微分几何,得到变双曲圆弧齿线圆柱齿轮凹、凸面主曲率的计算方法;基于空间啮合原理,计算齿轮副在某一输入角速度下两... 根据变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的加工原理与推导得到的齿面方程,确定方程各相关参数的取值范围,基于得到的齿面方程,依据微分几何,得到变双曲圆弧齿线圆柱齿轮凹、凸面主曲率的计算方法;基于空间啮合原理,计算齿轮副在某一输入角速度下两齿面啮合点处的相对运动速度;根据已得到的齿面曲率、相对运动速度计算方法,推导变双曲圆弧齿线圆柱齿轮副滑动率的计算公式。最后,以某一确定设计参数的变双曲圆弧齿线圆柱齿轮副作为算例,计算其主曲率、诱导法曲率和滑动率,分析其变化趋势;并计算不同设计参数下的滑动率,分析设计参数对其影响,以此作为分析该齿轮副设计及优化的参考。结果表明:对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮来说,模数越大,齿数比越小,齿线半径越大,则滑动率的变化范围越小,齿轮副在运转过程中的磨损更均匀;就磨损而言,大模数、小齿数比、大齿线半径的齿轮具有更好的性能。建立变双曲圆弧齿线圆柱齿轮副滑动率与磨损之间的量化关系,反映出其正相关关系,为齿轮磨损量的计算提供参考。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮 几何特性 主曲率 相对运动速度 滑动率 磨损

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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面曲率特性研究 被引量：11

5

作者 魏永峭 马登秋 +3 位作者 吴阳 罗岚 白青松 侯力 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期196-203,共8页

齿轮副共轭齿面间的曲率关系是表征齿轮传动质量好坏的重要参数,对齿面诱导法曲率、接触区形状、接触特性、润滑特性、磨损和齿面压应力都有直接的影响。作者基于变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的齿面方程对其曲率表达式进行推导并研究了其变... 齿轮副共轭齿面间的曲率关系是表征齿轮传动质量好坏的重要参数,对齿面诱导法曲率、接触区形状、接触特性、润滑特性、磨损和齿面压应力都有直接的影响。作者基于变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的齿面方程对其曲率表达式进行推导并研究了其变化规律。首先根据大刀盘加工原理,利用坐标变换得到了变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的齿面方程。基于得到的齿面方程,利用微分几何和空间啮合原理对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的主曲率、高斯曲率、平均曲率和诱导法曲率的数学表达式进行了推导。根据所推导的数学方程利用计算机软件得到变双曲圆弧齿线圆柱齿轮副的齿面数据点,并对该齿轮副的主曲率、高斯曲率、平均曲率和诱导法曲率进行了仿真分析,得到了在啮合过程中齿轮曲率的变化规律。通过仿真结果可知齿轮副的凹、凸齿面在齿线方向的主曲率变化趋势是一致的,但略有差异;在齿廓方向主曲率都在逐渐增大,但增加幅度恰好相反,并且主曲率的变化趋势与齿形的凹凸性是一致的。齿轮副的高斯曲率和平均曲率都很小,在啮合过程中变化幅度很小,没有发生突变,这就证明了该齿轮副的光滑程度很高,齿面连续。诱导法曲率在齿线方向的主值很小,基本接近于0,在齿廓方向的主值为负值,从而证明了该齿轮副在啮合过程中没有干涉现象发生。通过曲率研究证明了该齿轮传动性能很好、传动平稳,同时也为该齿轮后续的研究、开发和设计提供了一定的研究基础。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮 齿面方程 主曲率 高斯曲率 平均曲率 诱导法曲率

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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮动态接触特性分析 被引量：6

6

作者 陈帅 侯力 +3 位作者 汤梦 吴阳 王虹 罗岚 《机械传动》 CSCD 北大核心 2018年第9期85-89,144,共6页

为研究变双曲圆弧齿线圆柱齿轮动态接触特性,利用基于旋转刀盘加工原理得到的齿面方程,运用MATLAB与UG建立精确的齿轮三维模型,运用ANSYS LS-DYNA分析得到该齿轮齿面在啮合过程中的动态接触应力。通过研究不同齿线半径变双曲圆弧齿线圆... 为研究变双曲圆弧齿线圆柱齿轮动态接触特性,利用基于旋转刀盘加工原理得到的齿面方程,运用MATLAB与UG建立精确的齿轮三维模型,运用ANSYS LS-DYNA分析得到该齿轮齿面在啮合过程中的动态接触应力。通过研究不同齿线半径变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的动态接触应力,得到齿线半径对该齿轮动态啮合特性的影响规律。通过研究不同压力角变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的动态接触应力,得到压力角对该齿轮动态啮合特性的影响规律。通过研究不同载荷下该齿轮的动态接触应力,得到载荷对该齿轮动态啮合特性的影响规律。分析结果为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的设计及工程应用提供参考。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮 动态接触 齿线半径 压力角 载荷

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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮精确三维建模研究 被引量：5

7

作者 曹磊 侯力 +1 位作者 赵斐 罗岚 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第A01期54-56,60,共4页

为了进一步研究变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的啮合及传动特点,以变双曲圆弧齿线圆柱齿轮作为研究对象,通过对其成型理论的分析,得到了齿面方程、齿根过渡曲面方程,利用数值仿真软件得到工作齿面和过渡齿面的齿面点云;根据得到的点云文件,结... 为了进一步研究变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的啮合及传动特点,以变双曲圆弧齿线圆柱齿轮作为研究对象,通过对其成型理论的分析,得到了齿面方程、齿根过渡曲面方程,利用数值仿真软件得到工作齿面和过渡齿面的齿面点云;根据得到的点云文件,结合三维辅助设计软件实现变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的精确建模;进行数字滚检实验方法检查模型的接触区域。将建好的精确模型利用桌面级3D打印机打印出来,验证利用精确模型进行试件加工的可行性。为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮后续有限元研究和专用机床设计及理论研究提供了可靠的理论基础。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮 齿面方程 齿面点云 齿轮模型 3D打印

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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮接触面切向刚度分形模型研究 被引量：3

8

作者 白青松 侯力 +2 位作者 吴阳 罗岚 魏永峭 《机械传动》 CSCD 北大核心 2018年第8期11-16,共6页

基于Hertz接触理论和分形理论,提出利用两椭圆体的表面接触系数对微凸体分布函数进行修正,引入微凸体的临界弹塑性变形接触面积,推导出变双曲圆弧齿线圆柱齿轮接触面切向刚度的分形模型。通过数值仿真论证了表面接触系数的合理性,并分... 基于Hertz接触理论和分形理论,提出利用两椭圆体的表面接触系数对微凸体分布函数进行修正,引入微凸体的临界弹塑性变形接触面积,推导出变双曲圆弧齿线圆柱齿轮接触面切向刚度的分形模型。通过数值仿真论证了表面接触系数的合理性,并分析出主要参数(法向载荷、分形维数、粗糙度幅值、切向载荷、材料特性参数)对切向刚度的影响。结果表明,法向载荷与切向刚度成正比关系,但当分形维数的取值范围不同时,两者的变化规律有着较大的差别。当分形维数增大时,切向刚度先增大后减小,在分形维数为1.85时达到最大值。切向刚度随着粗糙度幅值和切向载荷的增大而减小,随着材料特性参数的增大而增大。该模型的建立为研究变双曲圆弧齿线圆柱齿轮接触面的切向刚度提供了理论依据。 展开更多

关键词 分形理论 HERTZ接触理论 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮 切向刚度 数值仿真

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含几何偏心误差的变双曲圆弧齿线圆柱齿轮动力学分析 被引量：5

9

作者 陈帅 祝杰 +1 位作者 侯力 吴阳 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第9期5-8,共4页

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮作为一种新型传动方式,为研究几何偏心误差对其传动精度的影响规律,利用基于旋转刀盘加工原理得到的齿面方程,运用MATLAB与UG建立起精确的含几何偏心误差的变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的三维模型,运用ADAMS分析得到... 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮作为一种新型传动方式,为研究几何偏心误差对其传动精度的影响规律,利用基于旋转刀盘加工原理得到的齿面方程,运用MATLAB与UG建立起精确的含几何偏心误差的变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的三维模型,运用ADAMS分析得到该齿轮在啮合过程中的转角误差变化规律。得到了其几何偏心误差对传动精度的影响规律,将仿真分析结果与理论计算结果进行对比,得到理论几何偏心误差计算值与实际几何偏心误差仿真计算值相对偏差量较小。验证了基于ADAMS动力学分析齿轮几何偏心误差的可行性,同时验证了传统理论计算法在变双曲圆弧齿线圆柱齿轮上应用的正确性。得到通过测量齿轮间的动态传递误差可以来间接计算变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的几何偏心误差值。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮 几何偏心误差 转角误差 误差分析

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计及误差理论的变双曲圆弧齿线圆柱齿轮几何接触特性及敏感性分析 被引量：3

10

作者 魏永峭 李泽宇 +4 位作者 刘永平 郭瑞 杨栋 罗岚 陈忠敏 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期679-689,共11页

齿轮传动特性是齿轮传动中最为重要的研究内容之一,而接触特性是影响齿轮传动性能的重要因素,齿面接触分析(TCA)模型的建立对分析齿轮副接触特性具有指导作用。通过大刀盘成形原理得到变双曲圆弧齿线圆柱齿轮刀具回转面方程,基于齿轮啮... 齿轮传动特性是齿轮传动中最为重要的研究内容之一,而接触特性是影响齿轮传动性能的重要因素,齿面接触分析(TCA)模型的建立对分析齿轮副接触特性具有指导作用。通过大刀盘成形原理得到变双曲圆弧齿线圆柱齿轮刀具回转面方程,基于齿轮啮合条件建立了该齿轮的齿面数学模型。考虑安装误差对齿轮接触性能的影响,建立了含有安装误差的TCA模型,分析了不同安装误差和设计参数对齿轮副几何接触特性及敏感性的影响。结果表明:中心距误差会对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮副重合度产生影响;平行度误差对其传动特性影响很大,极大程度上改变了齿轮副接触区域的大小和位置;设计参数对齿轮接触区域大小及位置也会造成不同程度的影响。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮 齿轮接触分析 安装误差 接触迹线

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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮修形设计及承载接触分析 被引量：2

11

作者 马登秋 刘永平 +2 位作者 叶振环 李大伟 魏永峭 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第14期170-179,共10页

为提高变双曲圆弧齿线(variable hyperbolic circular arc toothtrace,VHCATT)圆柱齿轮承载能力和改善其动态特性,提出齿面修形设计方法,即齿线方向的刀盘倾斜法和齿廓方向的抛物线修形刀刃法。首先,根据齿轮啮合原理和变双曲圆弧齿线... 为提高变双曲圆弧齿线(variable hyperbolic circular arc toothtrace,VHCATT)圆柱齿轮承载能力和改善其动态特性,提出齿面修形设计方法,即齿线方向的刀盘倾斜法和齿廓方向的抛物线修形刀刃法。首先,根据齿轮啮合原理和变双曲圆弧齿线圆柱齿轮修形齿面成形原理,推导修形齿面方程,利用软件MATLAB和UG实现齿面重构;其次,通过齿轮几何接触分析,计算齿面间隙,同时利用有限元法计算接触点柔度矩阵,进而建立承载接触非线性数学规划模型,获取轮齿承载啮合特性;最后,分析刀盘倾角、抛物线系数与抛物线顶点位置对修形齿面载荷分布与承载传动误差的影响。研究结果表明:取值合理的刀盘倾角和抛物线顶点位置可有效降低齿面载荷与改善系统承载传动误差特性;取值合理的抛物线系数可改善单齿和双齿啮合交替时的载荷突变情况。研究结果为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的动态设计和工业应用提供了理论基础。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线(vhcatt)圆柱齿轮 齿面修形设计 承载接触分析 齿面载荷分布 承载传动误差

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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面重构与误差分析 被引量：1

12

作者 汤梦 侯力 +1 位作者 陈帅 赵斐 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第2期244-247,共4页

为建立变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的数字化模型,提出一套基于NURBS的曲线曲面数字化造型方法。利用基于啮合原理推导的齿面方程获得齿面数据点,对这些数据点进行双三次NURBS齿面重构,建立相应齿面的三维参数化模型,最后对参数化模型进行误... 为建立变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的数字化模型,提出一套基于NURBS的曲线曲面数字化造型方法。利用基于啮合原理推导的齿面方程获得齿面数据点,对这些数据点进行双三次NURBS齿面重构,建立相应齿面的三维参数化模型,最后对参数化模型进行误差分析。基于实例,探究型值点、首末端切矢以及切矢模长的选取对重构齿面拟合误差的影响。重构后的齿面拟合误差在mm的数量级,满足工程使用要求。此三维实体模型构建方法的提出为针对该齿轮的RTCA及LTCA的研究奠定了一定的基础。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮 NURBS 齿面重构 型值点

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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面磨损特性分析 被引量：4

13

作者 魏永峭 连智 +2 位作者 刘永平 郭瑞 张建权 《机械传动》 北大核心 2021年第9期126-133,共8页

磨损是齿轮的主要失效形式之一,研究其磨损特性对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的主动设计有指导意义。基于Hertz接触理论和Archard磨损计算通式,建立变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的磨损模型,计算了齿面各点磨损量随工况参数和设计参数的变化规律... 磨损是齿轮的主要失效形式之一,研究其磨损特性对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的主动设计有指导意义。基于Hertz接触理论和Archard磨损计算通式,建立变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的磨损模型,计算了齿面各点磨损量随工况参数和设计参数的变化规律。分析表明,变双曲圆弧齿线圆柱齿轮副齿面磨损沿齿廓方向从齿根到齿顶先减小后增大,且齿根区域的磨损量大于齿顶区域的磨损量,节圆附近磨损量最小;沿齿宽方向呈对称分布,中截面磨损量最大,从中截面到两端面磨损量依次减小。研究可为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的失效研究和寿命预测提供理论基础。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮 齿面磨损 数值计算 Archard模型

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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面重构与误差分析

14

作者 汤梦 侯力 +1 位作者 陈帅 赵斐 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第A01期73-76,共4页

为建立变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的数字化模型,提出一套基于NURBS的曲线曲面数字化造型方法。利用基于啮合原理推导的齿面方程获得齿面数据点,对这些数据点进行双三次NURBS齿面重构,建立相应齿面的三维参数化模型,最后对参数化模型进行误... 为建立变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的数字化模型,提出一套基于NURBS的曲线曲面数字化造型方法。利用基于啮合原理推导的齿面方程获得齿面数据点,对这些数据点进行双三次NURBS齿面重构,建立相应齿面的三维参数化模型,最后对参数化模型进行误差分析。基于实例,探究型值点、首末端切矢以及切矢模长的选取对重构齿面拟合误差的影响。重构后的齿面拟合误差在mm的数量级,满足工程使用要求。此三维实体模型构建方法的提出为针对该齿轮的RTCA及LTCA的研究奠定了一定的基础。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮 NURBS 齿面重构 型值点

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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面接触应力分布和啮合位置变化规律研究 被引量：2

15

作者 马登秋 叶振环 +1 位作者 冯前军 安玉 《制造技术与机床》 北大核心 2019年第9期53-58,共6页

以变双曲圆弧齿线圆柱齿轮为研究对象。根据齿面方程建立齿轮数学模型,进而建立齿轮副的动力学模型,并通过有限元对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面动态接触应力分布和齿轮副啮合位置的变化开展研究。结果表明:在齿宽方向,越靠近中截面,接... 以变双曲圆弧齿线圆柱齿轮为研究对象。根据齿面方程建立齿轮数学模型,进而建立齿轮副的动力学模型,并通过有限元对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面动态接触应力分布和齿轮副啮合位置的变化开展研究。结果表明:在齿宽方向,越靠近中截面,接触应力越大,且其离中截面较远时,接触应力增速较快,靠近中截面时,增速变缓;齿轮进入和退出啮合时存在冲击现象,分度圆偏上和齿根附近区域的啮入冲击较大,且在齿宽方向,总体上越远离中截面,啮入冲击越大;啮入时啮合点从端面逐渐过渡到中截面,啮出时逐渐从中截面过渡到端面,但此过程非常短暂。研究结果为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的设计和应用提供理论基础。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮 齿面接触应力分布 啮合位置 啮合冲击

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关于圆弧齿线圆柱齿轮变位的论证

16

作者 邹旻 《淮南矿业学院学报》 1990年第1期87-91,44,共6页

本文根据啮合理论的知识,首先推导出圆孤齿线圆柱齿轮副与其中间齿条的齿廓啮合的基本方程式,进而导出其传动比表达式,并由此证明了圆弧齿线圆柱齿轮能够变位。

关键词 圆柱齿轮 圆弧 齿线 变位

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基于有限元法的变双曲圆弧齿线齿轮啮合刚度分析 被引量：3

17

作者 苟建平 侯力 +3 位作者 吴阳 罗培 张祺 马登秋 《机械传动》 北大核心 2020年第10期104-110,共7页

为研究变双曲圆弧齿线齿轮啮合刚度,根据成型原理,得到变双曲圆弧齿轮齿面方程,建立其精确三维模型。基于变双曲圆弧齿线齿轮加载接触有限元分析原理,研究变双曲圆弧齿线齿轮啮合刚度计算方法。应用有限元软件构建出一对齿轮有限元模型... 为研究变双曲圆弧齿线齿轮啮合刚度,根据成型原理,得到变双曲圆弧齿轮齿面方程,建立其精确三维模型。基于变双曲圆弧齿线齿轮加载接触有限元分析原理,研究变双曲圆弧齿线齿轮啮合刚度计算方法。应用有限元软件构建出一对齿轮有限元模型,提取齿面综合弹性变形量,由转矩公式计算得到齿面法向接触力,经计算得到单齿啮合刚度和双齿综合啮合刚度。结果表明,单齿啮合刚度曲线随着主动轮转角增大,刚度呈现先增大后减小的变化趋势。分析不同载荷对啮合刚度曲线的影响,结果表明,刚度曲线峰值随着载荷增大而不断增大,且载荷对双齿综合啮合刚度曲线峰值影响更为明显。分析不同齿线半径对啮合刚度曲线的影响,结果表明,随着齿线半径增大,刚度曲线峰值呈现逐渐减小的趋势,单双齿啮合区域刚度差变小。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线齿轮 接触分析 啮合刚度 有限元法

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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮传动界面磨损规律及敏感性分析 被引量：1

18

作者 魏永峭 张晋 +3 位作者 王少江 漆小虎 郭瑞 杨海江 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期81-94,共14页

为揭示变双曲圆弧齿线圆柱齿轮(VH-CATT圆柱齿轮)齿面磨损特性,结合Archard磨损理论与主平面重合的椭圆等效接触模型,建立了VH-CATT圆柱齿轮传动界面磨损模型,利用有限元方法获取了齿面法向载荷与接触压力,通过数值计算验证了所建立模... 为揭示变双曲圆弧齿线圆柱齿轮(VH-CATT圆柱齿轮)齿面磨损特性,结合Archard磨损理论与主平面重合的椭圆等效接触模型,建立了VH-CATT圆柱齿轮传动界面磨损模型,利用有限元方法获取了齿面法向载荷与接触压力,通过数值计算验证了所建立模型的正确性,并探究了准静态工况下VH-CATT圆柱齿轮传动的齿面磨损规律。研究结果表明,VH-CATT圆柱齿轮沿齿线方向的磨损深度呈半椭圆形分布,在齿根附近磨损深度最大,在节圆附近磨损深度最小,啮合频次的增加对齿面磨损深度的影响逐渐趋于平缓;通过设计参数的敏感性分析可知,增大传动比、模数、齿线半径、压力角可以有效地改善齿面磨损。研究可为提高VH-CATT圆柱齿轮传动精度与效率、减磨延寿提供理论基础。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮 传动界面 Archard磨损理论 齿面磨损 敏感性分析

原文传递

设计参数对等变位变双曲圆弧齿线圆柱齿轮弯曲应力的影响分析

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作者 刘昌浩 赵斐 +2 位作者 奉泰宇 赖建平 陈忠敏 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期163-167,共5页

针对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮尚未研究其变位后齿根弯曲应力变化规律,以变位变双曲圆弧齿线圆柱齿轮为研究对象,推导获得了变位变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面方程,基于所获得的齿面数学模型,通过有限元法计算获得了变位系数对齿根弯曲应力... 针对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮尚未研究其变位后齿根弯曲应力变化规律,以变位变双曲圆弧齿线圆柱齿轮为研究对象,推导获得了变位变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面方程,基于所获得的齿面数学模型,通过有限元法计算获得了变位系数对齿根弯曲应力的影响规律,并在此基础上研究分析了刀盘半径、模数、齿宽、刀尖圆角半径等设计参数对齿根弯曲应力的影响。结果表明:当变位系数取值在-0.2~0.2时,主、从动轮齿根弯曲应力均随着变位系数的增加而明显下降,且主动轮下降趋势更明显;模数对齿根弯曲应力影响显著,模数越大齿根弯曲应力越小,且随着模数增大,齿根弯曲应力随变位系数增加其下降趋势变大;齿根弯曲应力随着齿宽、刀尖圆角半径变化规律相似,表现为随着齿宽和刀尖圆角半径的增大齿根弯曲应力均呈现先减小后逐渐平稳的趋势;而当齿宽保持不变时,随着刀盘半径的增大,齿根弯曲应力逐渐减小。其分析结果将为后续变位变双曲圆弧齿线圆柱齿轮参数优化选择等方面的研究提供基础。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮 变位系数 设计参数 齿根弯曲应力

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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮接触疲劳裂纹扩展特性研究

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作者 魏永峭 刘稳稳 +4 位作者 郭瑞 罗岚 王少江 漆小虎 张建权 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第21期180-195,共16页

为探明变双曲圆弧齿线(Variable hyperbolic circular-arc-tooth-trace,VH-CATT)圆柱齿轮接触疲劳裂纹的扩展机制,指导齿轮的设计优化,降低裂纹扩展速度,基于齿轮曲率特性,建立了VH-CATT圆柱齿轮接触椭圆数值计算模型,通过有限元法和数... 为探明变双曲圆弧齿线(Variable hyperbolic circular-arc-tooth-trace,VH-CATT)圆柱齿轮接触疲劳裂纹的扩展机制,指导齿轮的设计优化,降低裂纹扩展速度,基于齿轮曲率特性,建立了VH-CATT圆柱齿轮接触椭圆数值计算模型,通过有限元法和数值计算法,分析了齿面椭圆接触轨迹,确定了齿轮易萌生裂纹的危险位置。针对裂纹运用扩展有限元(Extended finite elementmethod,XFEM)的分析方法,研究了VH-CATT圆柱齿轮接触疲劳裂纹的扩展规律。通过建立VH-CATT圆柱齿轮应力强度因子分析模型,分析了模数、齿线半径及裂纹预置角对I型应力强度因子的影响规律。结果表明,长裂纹扩展阶段,齿轮模数越大,裂纹在齿宽和齿芯方向的应力强度因子越大;齿线半径较大时,能够有效减小长裂纹扩展阶段裂纹前缘的应力强度因子;裂纹预置角较大时,朝齿宽及齿芯方向的应力强度因子也随之变大。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮 接触疲劳裂纹 裂纹扩展 XFEM仿真 应力强度因子

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