直齿圆柱齿轮

摘要： 在使用遗传算法对直齿圆柱齿轮进行优化设计计算时,通常采用近似模型替代齿轮模型建立目标函数,但经数次迭代计算后,误差被放大,会影响全局寻优的准确性。本文提出一种建立高保真度目标函数数学模型的方法,用于保证遗传算法全局寻优的准确,不仅考虑腹板、减重孔和轴质量的基础上增加考虑齿轮传动中大小齿轮齿宽不等、齿轮轴长度、顶隙、键槽等因素,还引入齿顶高、齿根高、键槽长宽、修正系数等参数。在设计材料数据相同条件下,相比传统优化设计,使用本文提出的高保真度目标函数进行遗传算法优化计算得出的优化结论在重量上减轻了11.67%,且经过ANSYS分析校核,该优化设计结论模型满足设计要求。

摘要： 针对当前齿轮磨损检测方法存在检测正确率低、时间长、效果差的问题,提出了基于改进谱残差的直齿圆柱齿轮啮合磨损状态检测方法。基于直齿圆柱齿轮动力学模型结构,考虑直齿圆柱齿轮摩擦转矩,建立了直齿圆柱齿轮啮合系统动力学方程。通过计算齿轮啮合力,定义符号函数,利用改进谱残差,寻找直齿圆柱齿轮啮合磨损图像梯度的最大值。在平滑处理直齿圆柱齿轮啮合磨损图像的基础上,计算齿轮啮合磨损图像梯度幅值和方向,根据抑制梯度幅值非极大值,检测出啮合磨损图像边缘,结合直齿圆柱齿轮啮合磨损状态检测流程设计,实现直齿圆柱齿轮啮合磨损状态的检测。实验结果表明,该方法对齿轮啮合磨损状态检测效果较好,能够有效提高检测的正确率,缩短检测时间。

摘要： 齿轮传动由于受制造和安装误差、齿轮弹性和热变形等因素的影响,在啮合过程中不可避免地会产生振动、冲击和偏载,从而造成齿轮效率和寿命偏低的问题。针对该问题,运用虚拟仿真验证手段,以典型外啮合直齿圆柱齿轮为研究对象开展螺旋线修形优化。结果显示,优化后齿轮表面应力分布均载程度提高78.31%,传动误差降低41%,螺旋线载荷分布系数降幅达到39.3%,接近于1。可见,螺旋线修形能够显著改善因各种因素综合引起的螺旋线偏差,改善传动状态,提高啮合质量。

摘要： 针对直齿圆柱齿轮啮合刚度的计算问题,将轮齿简化为齿根圆上的悬臂梁,通过能量法计算分析了单齿啮合刚度,基于位移容差的原理进一步提出了齿轮时变啮合刚度计算模型,与有限元计算结果对比,并分析误差来源,完成了计算方法的验证.提出的计算方法能在精度损失较小的情况下实现圆柱齿轮啮合刚度快速求解,有助于进一步丰富和发展齿轮刚度的计算理论,为齿轮动力学研究提供理论工具.

摘要： 针对直齿圆柱齿轮啮合刚度的计算问题,将轮齿简化为齿根圆上的悬臂梁,通过能量法计算分析了单齿啮合刚度,基于位移容差的原理进一步提出了齿轮时变啮合刚度计算模型,与有限元计算结果对比,并分析误差来源,完成了计算方法的验证。提出的计算方法能在精度损失较小的情况下实现圆柱齿轮啮合刚度快速求解,有助于进一步丰富和发展齿轮刚度的计算理论,为齿轮动力学研究提供理论工具。

摘要： 云模型是通过熵来控制云滴的不确定度,并利用模糊集理论中的隶属函数来判断云滴的优劣,其正向云发生器可显著提高智能优化算法的全局寻优能力.为此,采用云模型中的正向云发生器来改进人工鱼群算法(称为云模型人工鱼群算法),并将其应用于机械零部件的模糊优化设计.首先,确定模糊综合评判所需的机械零部件的相关参数,并通过模糊综合评判确定其最优水平截集;然后,采用增广乘子法和云模型人工鱼群算法来求解机械零部件的模糊优化问题,并利用拟离散法将机械零部件的参数调整至对应的尺寸系列中,且确保其可通过疲劳强度校核.直齿圆柱齿轮和内燃机气门弹簧的模糊优化设计结果表明:为确保约束条件可被满足,应取较大的罚因子,使得拉格朗日函数中的Hessian矩阵正定;云模型可显著提高人工鱼群算法的寻优能力.所提出的模糊优化方法可广泛应用于机械零部件的设计,这对工程实际具有一定的意义.

摘要： 由于直齿圆柱齿轮微动磨损分析存在误差大的问题,为此,提出一种基于模态柔度的直齿圆柱齿轮微动磨损有限元分析方法.通过自动扫描装置对直齿圆柱齿轮齿面进行扫描处理,借助采集数据建立相关拟合有限元模型.分析模态柔度改变量对直齿圆柱齿轮微动磨损的敏感性,通过模态柔度对齿轮微动磨损情况与程度进行识别,构建磨损后齿廓线方程,在此基础上通过Archrd磨损公式进行磨损计算.实验结果表明,主动齿轮与从动齿轮磨损程度最高的都是齿根与齿顶部分;和其它方法相比,采用所提方法获取的齿轮磨损量误差改变更加平稳,大部分数值都在0值上下波动,误差很小.

摘要： 为了研究齿轮副的接触应力以探究其与接触疲劳寿命的关系,文章基于高精度扫描仪所得到的高精度点云数据,并结合齿轮的理论模型,分析了齿轮的齿廓误差,得到了齿轮加工精度数据及误差分布.对齿轮副单个点云数据设置不同初始啮合齿所产生的接触应力进行了收集和对比分析,得到了不同初始啮合状态下全齿的接触应力.研究结果表明:由于存在加工误差,两齿轮的基本尺寸最大偏差为0.04 mm,最小为0.01 mm;节点啮合位置两齿轮齿面最大误差为0.20 mm,最小误差为0.01 mm;两齿轮周节误差最大为0.045 1 mm,最小为0.000 3 mm;两齿轮的转动角度最大误差为0.098 9°,最小误差为0.000 3°.初始的啮合状态不同导致齿轮全周接触应力有明显的变化,最大为515.18 MPa,最小为485.29 MPa,其中齿廓误差最大(小)的齿并不一定是接触应力最大(小)的齿.

摘要： 为了研究齿轮副的接触应力以探究其与接触疲劳寿命的关系,文章基于高精度扫描仪所得到的高精度点云数据,并结合齿轮的理论模型,分析了齿轮的齿廓误差,得到了齿轮加工精度数据及误差分布。对齿轮副单个点云数据设置不同初始啮合齿所产生的接触应力进行了收集和对比分析,得到了不同初始啮合状态下全齿的接触应力。研究结果表明:由于存在加工误差,两齿轮的基本尺寸最大偏差为0.04 mm,最小为0.01 mm;节点啮合位置两齿轮齿面最大误差为0.20 mm,最小误差为0.01 mm;两齿轮周节误差最大为0.0451 mm,最小为0.0003 mm;两齿轮的转动角度最大误差为0.0989°,最小误差为0.0003°。初始的啮合状态不同导致齿轮全周接触应力有明显的变化,最大为515.18 MPa,最小为485.29 MPa,其中齿廓误差最大(小)的齿并不一定是接触应力最大(小)的齿。

摘要： 为解决柴油机测试过程中出现的空压机打气时整机声压级偏高问题,测试柴油机声压级并进行小波变换,从发动机近场噪声及齿轮室振动2个角度进行分析,确定柴油机噪声为齿轮敲击噪声.分析齿轮噪声的产生机理、直齿圆柱齿轮齿侧间隙对齿轮敲击噪声的影响,采用以剪切齿轮代替齿轮系中间过渡齿轮的优化方案,并进行噪声试验验证.试验结果表明,使用剪切齿轮可显著降低齿轮敲击噪声.

摘要： 重载条件下齿轮齿面间的弹流润滑状态非常复杂.传统渐开线齿轮弹流润滑研究中,齿面通常被普遍处理为完全光滑表面,这种假设在重载条件下的弹流分析结果和实际结果具有较大差别.针对这一问题,应用弹流润滑理论建立了渐开线直齿圆柱齿轮考虑齿面粗糙度的瞬态确定性混合弹流润滑模型,模型考虑了齿面曲率半径以及法向载荷随时间的变化.最后通过对模型的完全数值求解,给出了轮齿在啮合区最高压力及最小膜厚沿啮合线的变化规律.

摘要： 本文采用数值模拟方法对大模数(m=4)、高宽度(齿宽b=59)直齿圆柱齿轮的冷精锻成形工艺进行了研究,分别对闭塞预锻、挤压终成形齿形和闭塞预锻、中空分流终锻两种成形方法进行了模拟分析,重点针对齿轮中空分流锻造工艺进行了详细的分析,为最终实现大模数直齿圆柱齿轮的精锻成形工艺的实用化提供了必要的参考和依据.

摘要： 通过三维机械设计软件Pro/E 构建直齿圆柱齿轮实体模型，利用ANSYS 软件对齿轮的网格划分、约束的施加以及最不利载荷位置的确定进行讨论，以得到精确的有限元分析模型。通过分析，说明了ANSYS在齿轮计算中的有效性，为齿轮的优化设计和可靠性设计及CAE 奠定了基础。

摘要： 本文通过海钢公司在生产实践中遇到的设备故障，阐述了角度变位直齿圆柱齿轮的测绘与计算，并根据理论数据制作齿轮对，使设备正常投入生产的过程。

摘要： 渐开线圆柱齿轮的量柱尺寸偏差△M是圆柱齿轮单项测量项目之一,△M是间接测量齿厚的方法,也是评定齿轮齿侧间隙的项目之一.为了得到量柱尺寸偏差,通常都要测量齿轮的跨棒距M值,介绍了圆棒测量法、三坐标测量法、CCD测量法3种齿轮M值测量方法的测量过程和结果的不确定度来源分析,论述了3种测量方案的特点和适用范围.

摘要： 根据数据加工的精确性要求,UG提供的表达式文件功能就成了精确建模的首选。利用该功能,实现了渐开线齿轮的轮廓线的精确建模。为满足参数化设计要求,将表达式文件的操作简化,基于VC++6.0平台编制了程序,将渐开线与齿根圆、齿顶圆的交点计算过程隐藏在后台,通过输入渐开线齿轮的模数、齿数、压力角、齿根距和齿顶距等5个参数,即可生成UG所用的表达式文件,一次性将半个齿廓曲线生成而无需任何额外操作。整个程序的参数输入非常简单,对UG的操作也非常简练,满足参数化设计需求。

摘要： 本文采用闭式镦锻—空心分流一模两击式的模具结构对直齿圆柱齿轮的成形过程进行了DE-FORM-3D数值模拟,通过大量的模拟结果,绘制了齿轮冷精锻成形极限图,分析了模具极限载荷、齿数Z、分流孔直径D、齿根圆直径Df、齿轮成形厚度H、模数m之间的关系,及其对直齿圆柱齿轮的理论成形极限的影响，研究发现，在模具极限载荷相同的情况下，随着齿数增加，齿轮极限成形厚度有增大的趋势。在齿数相同的情况下，模具极限载荷较大所能成形的齿轮极限成形厚度较大。

摘要： 在有、无变形热产生的条件下，采用刚塑性热力耦合有限元法，对冷精锻直齿圆柱齿轮成形过程进行了模拟，并且完成了直齿轮冷锻模具弹性变形和工件弹性回复的模拟。由模拟结果可知：变形热的产生及热量传导能对齿轮精度产生很大的影响，由于在不同温度下材料的膨胀系数以及弹性模量都不同，在有变形热的条件下，成形力有所降低，模具弹性变形和工件弹性回复量增大。

摘要： 为了研究坯料硬度、整形量和凹模预盈量等参数对冷整形后直齿轮齿形精度的影响,对温压缩后的20CrMnTi钢进行了不同方法的热处理,并用线切割机把其加工成实验用齿坯,在液压机上进行了冷整形实验。结果表明:随材料硬度或整形量的升高,整形后齿轮的跨三齿公法线长度升高;随凹模预盈量的增大,整形后齿轮的跨三齿公法线长度和齿根圆直径减小:与整形量相比,材料硬度或凹模预盈量对整形后齿轮齿形尺寸的影响更大;并可以通过调整凹模预盈量的方法,在一定范围内调整整形后齿轮的齿形尺寸。

摘要： 齿轮是机械传动中广泛应用的传动零件,在AutoCAD中要创建一个齿轮的三维实体,通常是使用AutoCAD的二维和三维功能,先绘制渐开线的齿廓,再拉伸成单个轮齿。而另一种方法是与之不同,使用"仿范成法"即齿轮"怎么加工",就"怎么建模"的方法。介绍了"仿范成法"是如何用于创建直齿圆柱齿轮的三维零件模型。

摘要： 本发明涉及斜齿圆柱齿轮生产技术领域，提供一种电极及制备方法、斜齿圆柱齿轮成型模具和斜齿圆柱齿轮；电极的制备方法包括：对多层第一组电极箔材叠层组合形成电极模具，各层第一组电极箔材均线切割形成有预设尺寸的直齿圆柱齿轮型腔，各直齿圆柱齿轮型腔叠层组合形成三维斜齿圆柱齿轮型腔；对多层第二组电极箔材线切割形成多个预设尺寸的直齿圆柱齿轮电极；将各直齿圆柱齿轮电极嵌入三维斜齿圆柱齿轮型腔对应的各层直齿圆柱齿轮型腔内；将嵌装有多个直齿圆柱齿轮电极的电极模具进行烧结，并获得电极。通过上述方法来避免使用精密滚齿机及其细微滚齿刀具，有效地降低了加工难度和加工成本。

摘要： 本发明公开了一种直齿圆柱齿轮双齿啮合区载荷分配率的确定方法，该方法首先获取主动轮和从动轮的基本参数，建立考虑结构耦合效应的改进型齿轮啮合刚度模型，利用有限元方法确定主、从动轮基体刚度的结构耦合因子，基于最小势能原则，建立以齿面载荷为变量，以齿轮系统势能为目标函数的单目标优化模型，利用遗传算法对优化模型进行求解，得到齿面载荷，据此得到双齿啮合区载荷分配率。本发明计算精度大幅提高，可以准确反应结构耦合效应、输入力矩、齿轮几何参数对载荷分配率的影响；计算成本较低，仅需采用较小规模的网格即可获得误差在可接受范围内的结果；对硬件要求极低，并且是一种通用类模型，可以通过计算机编程实现GUI操作。

摘要： 本发明公开了一种渐开线直齿圆柱齿轮副的齿向修形方法及与其配套的专用参数化CAD系统，其齿向修形方法的主要步骤包括：建立通用的复合齿向修形曲线，然后采用正交试验方法，利用得到的若干条复合齿向修形曲线一一进行齿轮模拟齿向修形，并进行仿真传动试验后，以筛选出最优仿真传动试验结果所对应的那条复合齿向修形曲线。与之配套的专用参数化CAD系统，将齿向修形后的渐开线直齿圆柱齿轮副实体建模、啮合仿真分析以及提取齿向修形齿轮副的啮合性能等过程融入到一个系统中，其功能全、使用方便，可以高效率地用于齿轮研发的辅助设计。本发明的齿向修形方法通用性强、修形质量稳定可靠；CAD系统功能全、操作简单。

摘要： 本发明公开了一种渐开线直齿圆柱齿轮副的齿廓修形方法及与其配套的专用参数化CAD系统，其齿廓修形方法的主要步骤包括：构建通用的复合齿廓修形曲线方程式，然后采用正交试验方法，利用得到的若干条备选的第一、第二复合齿廓修形曲线；模拟修形后，将齿轮副一一进行仿真传动试验，以筛选出符合设计要求的第一、第二复合齿廓修形曲线；与之配套的专用参数化CAD系统，将齿廓修形后的渐开线直齿圆柱齿轮副建模、啮合仿真分析以及提取齿廓修形齿轮副的啮合性能指标等过程融入到一个系统中。本发明的齿廓修形方法通用性强、修形质量稳定可靠；CAD系统功能全、操作简便，可以高效率地用于齿轮研发的辅助设计。

摘要： 本发明涉及斜齿圆柱齿轮生产技术领域，提供一种斜齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮成型模具及其制备方法。其中，制备方法包括：胚料加工，在胚料上切割形成预设尺寸的直齿圆柱齿轮型腔，且得到呈预设尺寸的直齿圆柱齿轮结构的落料芯部；将落料芯部嵌入直齿圆柱齿轮型腔内；将胚料与落料芯部之间进行扭转，直齿圆柱齿轮型腔均匀塑性变形以形成斜齿圆柱齿轮型腔，获得斜齿圆柱齿轮成型模具。采用本发明的方法，只需进行切割和扭转操作，就能够制得斜齿圆柱齿轮型腔，从而得到斜齿圆柱齿轮成型模具，工艺简单，且成本低，能够实现低成本大批量的生产要求。

摘要： 本发明涉及斜齿圆柱齿轮生产技术领域，提供一种电极及制备方法、斜齿圆柱齿轮成型模具和斜齿圆柱齿轮；电极的制备方法包括：对多层第一组电极箔材叠层组合形成电极模具，各层第一组电极箔材均线切割形成有预设尺寸的直齿圆柱齿轮型腔，各直齿圆柱齿轮型腔叠层组合形成三维斜齿圆柱齿轮型腔；对多层第二组电极箔材线切割形成多个预设尺寸的直齿圆柱齿轮电极；将各直齿圆柱齿轮电极嵌入三维斜齿圆柱齿轮型腔对应的各层直齿圆柱齿轮型腔内；将嵌装有多个直齿圆柱齿轮电极的电极模具进行烧结，并获得电极。通过上述方法来避免使用精密滚齿机及其细微滚齿刀具，有效地降低了加工难度和加工成本。

摘要： 一种基于齿廓线的直齿圆柱齿轮有限元网格自动生成方法和计算机设备，属于齿轮仿真技术领域，解决现有方法所得到的网格节点精度较低和工作效率低的问题。本发明方法包括：建立直角坐标系；获取半个轮齿的齿廓线；根据所述齿廓线、齿轮内圆半径和轮齿交界线，建立半个轮齿框架；将所述半个轮齿框架分为上部区域、中部区域和下部区域；分别对所述上部区域、所述中部区域和所述下部区域进行网格划分，获取半个轮齿截面的全部节点；根据所述半个轮齿截面的全部节点，获取单个轮齿的全部节点；根据所述单个轮齿的全部节点，获取整个齿轮的全部节点；编写连接关系，获取齿轮网格模型。本发明适用于直齿圆柱齿轮有限元网格模型的自动生成。

摘要： 本发明提出了基于解析‑有限元的复杂齿基直齿圆柱齿轮啮合刚度计算方法，旨在提高含有复杂齿基的直齿圆柱齿轮啮合刚度的计算效率。实现步骤为：基于解析法计算直齿圆柱齿轮轮齿的弯曲、剪切和径向压缩刚度；计算接触刚度；计算单齿啮合刚度；建立含有复杂齿基的直齿圆柱齿轮副的有限元模型；在啮合点处用Mass21单元建立主质量点，并将主质量点与对应的齿基部分进行刚性耦合；将处于啮合状态的轮齿对应的主质量点用Combin14单元连接；计算时啮合刚度。本发明考虑了含有腹板和减重孔的复杂齿基对直齿圆柱齿轮啮合刚度的影响，采用了解析‑有限元法计算了直齿圆柱齿轮的时变啮合刚度，提高了计算效率，可用于直齿圆柱齿轮的动态性能分析及优化设计。

摘要： 本发明公开了一种直齿圆柱齿轮双齿啮合区载荷分配率的确定方法，该方法首先获取主动轮和从动轮的基本参数，建立考虑结构耦合效应的改进型齿轮啮合刚度模型，利用有限元方法确定主、从动轮基体刚度的结构耦合因子，基于最小势能原则，建立以齿面载荷为变量，以齿轮系统势能为目标函数的单目标优化模型，利用遗传算法对优化模型进行求解，得到齿面载荷，据此得到双齿啮合区载荷分配率。本发明计算精度大幅提高，可以准确反应结构耦合效应、输入力矩、齿轮几何参数对载荷分配率的影响；计算成本较低，仅需采用较小规模的网格即可获得误差在可接受范围内的结果；对硬件要求极低，并且是一种通用类模型，可以通过计算机编程实现GUI操作。

摘要： 一种直伞锥齿轮副加直齿圆柱齿轮副减速齿轮箱，其特征是传动齿轮箱的壳体采用圆弧型封闭结合结构，壳体的上端通过轴承座连接直伞锥齿轮副，一对直齿锥齿轮副啮合形成一级减速，一对直齿圆柱齿轮副啮合形成二级减速，最终通过二级减速机构中的大被动齿轮向回转体圆柱形结构的输出轴输出力矩，输出轴的一端连接花键套。本实用新型的技术效果是：1.在传动时能实现所有轮齿均匀受力，避免传动时总是某个轮齿受力；2.实现正、反转同时受力，结构紧凑、体积小、造型美观；3.能够实现保证输出较大的扭矩，传动平稳。