关键词： 齿轮修形   空间点阵   样条曲线   网格曲面  

摘要： 齿轮修形是改善啮合状态、提高传动精度和效率的一种重要工程技术,但现有的齿轮修形方式和工具性软件难以确保修形的齿面几何质量和效率。因此,提出了一种空间点阵的齿轮修形方法。首先,根据修形精度要求,将齿轮的齿面离散为规则空间点阵,并将修形量映射到对应的空间点上,再将调整后的空间点阵构建成规则的二次B样条曲线;然后,通过优化网格曲线,得到修形后的齿面,并自适应更新整个齿轮三维模型的齿面;最后,将该方法无缝集成到三维设计软件NX平台上,开发了齿轮精确修形设计系统。实例证明,该方法通过修形位置和修形量的双重控制,实现了齿面的精确修形,获得了高质量齿廓曲面,在保证精度的同时提高了齿轮修形的高效性和实用性。

关键词： 机器视觉   齿轮测量   图像处理   系统标定  

摘要： 为提高内啮合齿轮几何参数测量精度,提出了一种基于机器视觉的内啮合齿轮参数测量方法。首先,对工业相机进行标定,并对采集的图像进行滤波和二值化处理。然后,改进了传统Canny边缘检测算法的不足,提高了边缘检测的准确性。再次,采用重心法测量了齿轮中心,利用凸包法测量了齿顶圆半径,采用计算边缘图像像素坐标与齿轮中心的平均最近距离的方式算出了齿根圆直径,再对齿轮图像进行掩膜处理并以计算连通域的方式得到了齿轮的齿数,根据齿根圆、齿顶圆、模数和齿数间的关系得到齿轮的模数和分度圆直径。最后,测试所设计的视觉测量方法。实验表明,该方法能够准确测量内啮合齿轮几何参数。

关键词： 大刀盘   快速成形   平面螺旋齿线圆柱齿轮   啮合偏载  

摘要： 为提升圆柱齿轮的加工效率与齿轮副承载能力,提出了一种新型的平面螺旋齿线圆柱齿轮与该齿轮的快速成形方法,即采用旋转大刀盘快速铣削齿轮,刀盘上按平面螺旋线(阿基米德螺旋线)布置多个刀杆与刀具连续切削齿轮齿槽,平面螺旋线螺距与被加工齿轮齿距相等,刀盘旋转一圈,被加工齿轮旋转一个齿,实现对齿轮的连续快速加工,通过VERICUT加工仿真验证了该方法的可行性;并研制专用加工机床,实施新型齿轮的加工;阐明了加工出的平面螺旋齿线圆柱齿轮的主要参数,其凹齿面齿线半径略大于凸齿面齿线半径,轮齿呈微鼓形,可以减弱齿轮副啮合偏载。通过对平面螺旋齿线圆柱齿轮副进行三维模拟啮合分析,得出平面螺旋齿线圆柱齿轮副接触区间主要分布于接触齿面中间的部分区域,且轮齿两端受力逐渐变小,有效减少了轮齿两端齿根处的弯曲应力,提升了齿轮副承载能力。

关键词： 齿轮传动装置   振动信号   仿真分析   MATLAB  

摘要： 目前国内学者在齿轮传动装置振动信号仿真方面的研究成果相对有限。本文尝试在MATLAB环境下利用信号分析工具对机车齿轮的振动信号进行仿真分析,以研究齿轮传动装置在正常和磨损状态下振动信号的特点。通过MATLAB信号分析工具的仿真分析,对正常信号和叠加高频冲击信号进行了旁带频率、功率谱和时同步平均的仿真分析,提取出了冲击波形。仿真结果对齿轮传动装置运行状态监测提供了参考。

关键词： 薄壁齿轮   热处理   有限元模拟   变形   调控措施  

摘要： 对实际工况下20CrMnTi薄壁齿轮渗碳淬火过程利用有限元分析软件Deform进行模拟。结果表明,薄壁齿轮渗碳淬火后,渗碳层厚度为1.2 mm,淬火组织主要由马氏体和残余奥氏体组成,表面的残余奥氏体较心部的多4.2%,由于温度场的不均以及组织应力导致其径向产生9%的变形。齿轮表面和心部的残余应力分别为-256.5MPa和141 MPa。实际测得显示薄壁齿轮渗碳层厚度为1.15 mm,淬火后齿轮表面组织由针状马氏体+7%残余奥氏体+颗粒状碳化物组成,心部组织由低碳马氏体+1%残余奥氏体组成,齿轮表面残余应力为(-1078±168.2)MPa,径向最大变形量约7%,与模拟结果对应较好。为此针对薄壁齿轮热处理过程中因热应力与组织应力综合作用下内应力过大造成的变形,使其在不同部位同时冷却或采取径向约束的措施。

关键词： 柴油机   喷油泵   齿轮   相位   轴承载荷   噪声  

摘要： 齿轮敲击是发动机振动噪声的重要激励来源,减小齿轮敲击对于降低发动机辐射声压级、改善声音品质具有重要意义。为降低齿轮敲击噪声,建立了齿轮驱动系统及配气机构的动力学仿真模型,本模型考虑了各转速下的曲轴转速波动以及齿轮系各驱动附件的力矩,计算得到了各齿轮啮合副的随时间域的齿轮啮合力。通过改变喷油泵齿轮扭矩相位,得到一系列的时间域的齿轮啮合力和齿轮轴承载荷,通过将时域的齿轮轴承载荷转化为频域的齿轮轴承载荷,总结了齿轮轴承总力的计算方法,以此齿轮轴承总力来评价齿轮系激励力的大小。通过对比确定了轴承载荷较小的喷油泵齿轮扭矩相位,得出了最优的相位和最差的相位。在发动机台架试验中亦采用相应的扭矩相位进行发动机九点噪声试验,通过试验得到了喷油泵扭矩相位与噪声大小的关系。试验与仿真两者的扭矩相位对噪声的影响关系一致,验证了喷油泵齿轮扭矩相位优化方法的有效性,可通过此方法来对柴油机喷油泵的最佳相位进行优化。

关键词： 小轮修形   综合变位   啮合仿真   加工参数   切齿试验  

摘要： 少齿数高减比齿轮传动具有体积小和轻量化的优势。根据综合变位和节锥外啮合原理,设计了一对高减速比弧线等高齿锥齿轮,给出了相关的几何限制条件,推导了大、小轮齿面方程。大轮采用成形法加工,小轮采用单面展成法加工,为弥补大轮齿廓曲率的不足,小轮刀齿采用圆弧刃修形,采用曲面综合法优化求解了小轮加工参数;通过建立ease-off差齿面,对齿面修形梯度、传动误差、接触路径与接触线进行了仿真。切齿和滚检试验,验证了高减比弧齿锥齿轮几何设计、刀盘修形加工方法的可行性。

关键词： 机械传动系统   齿轮传动   点蚀与磨损   接触线长度   啮合刚度   动力学特性  

摘要： 齿轮是机械传动系统的核心部件,点蚀与磨损是其主要失效的形式。为解决齿轮发生点蚀失效时双渐开线齿轮的时变啮合刚度与动态特性不明这一问题,采用接触线百分比法求解了发生点蚀时双渐开线齿轮的啮合刚度,并利用有限元法验证了算法的正确性。首先,对不同点蚀情况进行了分类,分析了不同点蚀数量对双渐开线齿轮接触线长度的影响;然后,基于接触线百分比法,利用轮齿载荷与轮齿变形的比值关系求解了不同点蚀情况下齿轮的啮合刚度,采用有限元法验证了算法的正确性,并对比分析了点蚀对双渐开线与普通渐开线齿轮啮合刚度的影响;最后,建立了两种齿轮的柔性多体动力学模型,基于冲激函数法分析了两种齿轮在不同点蚀情况下的动力学特性。研究结果表明:相同工况条件下,随着点蚀程度的加深,两种类型齿轮啮合刚度均不断减小,动态啮合力及振动角加速度幅值增加,其中双渐开线齿轮啮合力最大值为1.24×10^(5)N,角加速度最大值为2.66×10^(6)°/s^(2);相比于普通渐开线齿轮,双渐开线齿轮在点蚀影响下的啮合刚度变化更稳定,加速度幅值波动更平缓,具有更好的抵抗冲击能力和动力传递稳定性。

关键词： 拖拉机液压马达   参数化设计   齿轮   液压机械无级变速器   控制系统  

摘要： 针对目前拖拉机性能和可靠性较差,无法满足市场对于拖拉机日益严格的动力性和经济性要求等问题,基于参数化设计对拖拉机液压马达齿轮进行优化。拖拉机的液压机械无级变速器的控制系统主要包括液压机械无级变速器控制器、发动机、液压机械无级变速器和通信系统,而液压马达是液压传动装置的主要组成部分。为了提升变速器的传动功率和传动效率,对液压马达的齿轮参数进行优化设计,包括对系统传动比进行计算及齿轮参数优化设计。为了验证该拖拉机变速器的性能,对其进行无级调速特性试验和效率特性试验,结果表明:该变速器具有良好的无级调速特性及较高的传动效率。

关键词： 成形磨削   人字齿轮   齿面扭曲   齿面反扭曲   蒙特卡洛法  

摘要： 齿面扭曲是螺旋线修形人字齿轮成形磨削时产生的一种加工误差,为了消减齿面扭曲,提高磨削精度,基于逆向思维提出了一种齿轮反扭曲加工计算方法来消减齿面扭曲引起的加工误差。根据成形磨削人字齿轮空间啮合坐标系,求解标准齿轮齿面、齿面扭曲和齿面反扭曲多位置处的接触线,并通过计算齿面法曲率和螺旋线修形量,建立人字齿轮齿面反扭曲模型;联合蒙特卡洛法对修形前后人字齿轮进行接触线优化,通过有限元方法分析齿面反扭曲和齿面扭曲的传动误差、齿面接触应力;最后,比较了修形后齿面扭曲和齿面反扭曲的动态特性。结果表明,齿面反扭曲加工能够有效消减人字齿轮齿面加工原理性误差,提高人字齿轮磨削精度。