喷丸强化除了会对齿轮表面的残余应力场产生影响外,还会改变齿轮表面粗糙度。齿轮齿根处与分度圆处的表面粗糙度会强烈影响其服役性能,因此,研究喷丸过程中齿轮表面粗糙度的演变过程十分必要。为此,建立随机丸粒有限元模型来模拟齿根处与分度圆附近区域的喷丸强化过程,提取冲击区域所有的离散数据用以计算表面粗糙度参数;数值模拟得到的结果与齿轮喷丸后的测试结果基本吻合;并研究了喷丸时间、弹丸大小、冲击速度对齿根处与分度圆附近表面粗糙度参数的影响,从而可以合理地选择喷丸工艺参数,以达到控制齿轮喷丸后表面粗糙度的目的。研究结果表明,在同样的喷丸工艺参数下,分度圆处表面粗糙度Ra值与Rz值明显小于齿根处;随着冲击速度及弹丸直径的增加,齿根处表面粗糙度Ra值、Rz值明显增加且弹丸直径对粗糙度参数的影响大于冲击速...

公法线偏差设计一般按设计手册选择,公法线偏差设计与啮合动力学性能关系的研究尚未见文献报道。通过推导公法线偏差下的啮合刚度与啮合间隙计算公式,建立了包含时变啮合刚度和齿侧间隙的12自由度斜齿轮传动系统动力学模型;考虑6级精度下的4组公法线偏差,计算得到每组公法线偏差下系统传动误差的峰-峰值曲线、幅频响应和均方根曲线,给出最佳公法线偏差设计流程。分析结果表明,低速时公法线偏差对齿轮副的动态特性影响不明显,当齿轮转速较高时(ω=0.782~1.03),系统将出现跳跃,进入混沌;公法线偏差对齿轮副的冲击响应有着显著的影响,适当增加公法线偏差可改善齿轮系统的冲击;公法线偏差组取第三组公法线偏差时,系统振动最小,为最佳公法线偏差值。研究结果为公法线偏差设计提供了一种动力学评判方法,对高性能齿轮设计研究有参考价值。...

非正交修形斜齿面齿轮是一种具有普适性的交叉轴齿轮传动方式,目前还没有接触应力解析计算公式,只能依靠有限元软件进行接触应力计算。给出了其接触应力计算方法和相应的计算公式。首先,基于曲面啮合传动原理,推导了非正交修形斜齿面齿轮齿面方程;其次,建立含安装误差的接触分析坐标系,由齿面接触分析原理得到接触点及其曲率计算方程;最后,按赫兹接触理论推导出一般形式的接触应力解析计算公式,该接触应力计算公式可以计算正交与非正交、修形与非修形、直齿与斜齿等各种不同形式的面齿轮传动接触应力,通过编制程序快速计算出相应的接触应力。以某一设计参数的面齿轮副为例,应用提出的接触应力计算方法计算出接触应力,同时利用Abaqus有限元软件进行齿面接触应力计算,提取有限元计算的面齿轮齿面接触应力值,与解析计算公式的结...

关于面齿轮弯曲强度计算尚未见到解析计算方法与公式的相关文献。为此,基于齿面接触分析原理,推导弯曲力臂长度计算公式,参考锥齿轮弯曲强度计算标准(ISO 10300(3)2014),提出非正交斜齿面齿轮齿根弯曲强度解析计算方法。以某一参数面齿轮传动副为例,利用Abaqus有限元软件进行齿根弯曲强度计算,提取非正交斜齿面齿轮齿根弯曲应力值,将有限元结果与解析计算的结果进行对比,两者误差为8.5%左右,表明提出的非正交斜齿面齿轮齿根弯曲应力计算方法正确可行。研究工作解决了面齿轮弯曲强度计算尚无解析计算公式问题,在进一步细化完善后,有望形成基础的面齿轮弯曲强度设计计算公式。

研究了齿向修形斜齿轮展成加工(蜗杆磨与滚齿)齿面扭曲生成机理及减少齿面扭曲的措施。基于对角蜗杆磨齿或滚齿加工方法构建齿向修形斜齿轮加工齿面方程,对比标准斜齿轮齿面与斜齿轮加工齿面,得到展成刀具(蜗杆或滚刀)轴向进给和对角进给速比与齿面扭曲的关联规律。根据推导出的齿向修形斜齿轮加工齿面方程,利用Matlab与CATIA联合建模技术建立齿向修形斜齿轮副三维几何模型,基于有限元准静态分析方法,对含不同扭曲量的齿轮副啮合性能仿真分析,得到齿面扭曲对啮合性能的影响规律。研究表明,齿向修形斜齿轮螺旋角越大,齿面扭曲现象越严重,修形量不影响齿面的扭曲程度,刀具轴向进给和对角进给速比与齿面扭曲最低存在最佳匹配;改善齿面扭曲可有效降低传递误差并提高齿轮承载能力;给出的基于Matlab、CATIA与有限元商用软件相结合的CAD/CAE...

以多体系统误差建模理论和齿轮啮合原理为基础,提出含有机床运动几何误差以及齿轮副安装误差的螺旋锥齿轮齿面接触分析(Error tooth contact analysis,ETCA)方法。以SGM法(大轮展成法加工,小轮变形法加工)加工的弧齿锥齿轮为例,通过ETCA分析,得到机床运动误差和安装误差对螺旋锥齿轮齿面加工质量影响的定量关系,对ETCA和TCA的结果进行对比分析,结果表明机床运动误差和安装误差对螺旋锥齿轮的齿面接触质量有较大的影响,为了通过齿面接触分析达到更准确的反调加工参数的目的,采用ETCA的分析结果指导加工参数反调更为合理。

基于接触动力学相关理论和齿轮传动物理模型,提出齿轮传动啮合接触冲击概念,研究齿轮啮合传动时由啮合点处速度差异导致的轮齿接触冲击现象,建立齿轮啮合接触冲击模型,给出啮合接触冲击求解算法,分析不同冲击转速、冲击位置对冲击合力、冲击时间和冲击应力的影响,并利用解析计算式对比计算各个冲击位置和冲击速度条件下的最大冲击力,验证数值计算结果的有效性。研究表明冲击转速和冲击位置对冲击合力、冲击时间以及冲击应力均产生较大影响。同时还给出不同冲击条件下齿面上最大接触应力点在整个冲击接触过程的分布,为接触疲劳和疲劳累积的深入研究提供参考,计算结果表明最大接触应力点集中在齿宽中部附近区域,并且受冲击速度的影响很小。

从理论和实验2个方面,对复杂润滑状态下齿面摩擦因数的计算方法作了深入的系统研究。基于弹流润滑理论,综合研究了啮合周期内交变出现的完全弹流、混合润滑和边界润滑状态下齿面摩擦因数计算方法及其应用条件等。从齿面摩擦特性试验角度,对基于啮合点曲率半径等效原理的模拟试件和基于功率损失同摩擦功耗等效原理的试验齿轮的摩擦因数计算方法从实验原理、实验条件及结论进行了比较分析。指出了齿面摩擦因数动测实验的优越性;并补充了线外啮合冲击摩擦模型及其摩擦因数的计算方法。含系统误差与综合变形齿轮副在复杂润滑状态下的齿面摩擦因数的计算方法体系的完整构建,对全面地认识齿面摩擦规律,对齿轮失效、减摩降噪等研究具有积极的意义。

齿轮的啮合刚度是齿轮动力学研究的基础,以圆柱直齿轮齿轮为研究对象,构建含齿根裂纹齿轮的有限元模型,并基于有限元准静态分析方法,提出精确计算含裂纹齿轮时变啮合刚度数值计算方法。通过分析得到裂纹参数对齿轮时变啮合刚度的影响规律,数值计算结果表明,裂纹会降低齿轮的啮合刚度;裂纹参数(裂纹长度、裂纹方向)对齿轮的啮合刚度的有着明显的影响,其中裂纹长度对刚度的影响较显著;齿轮啮合刚度的降低与齿轮的啮合位置相关,当齿轮在单齿啮合区最高点啮合时,啮合刚度降低率最大。

研究了液压系统键合图建模方法.使用20-sim软件,建立了减振器试验台压缩时液压系统的键合图模型,并进行动态仿真,得到系统输出速度和输出压力的动态响应曲线,仿真结果证明了建模方法的可行性与正确性;通过建立系统的Simulink模型进行对比仿真分析,进一步验证仿真结果的可靠性.研究工作为液压系统的动态建模及仿真提供新的思路.