基于共轭差曲面的螺旋锥齿轮接触特性控制方法 被引量：11

1

作者 张卫青 马朋朋 郭晓东 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1024-1031,共8页

为了获得良好的传动质量,需要对螺旋锥齿轮的齿形进行合理设计以控制其接触特性.通过构建螺旋锥齿轮完全共轭齿面及对共轭差曲面进行齿形设计,在共轭齿面求解中引入预置的传动误差,利用相对曲率及线共轭曲面特性建立接触区形态参数与共... 为了获得良好的传动质量,需要对螺旋锥齿轮的齿形进行合理设计以控制其接触特性.通过构建螺旋锥齿轮完全共轭齿面及对共轭差曲面进行齿形设计,在共轭齿面求解中引入预置的传动误差,利用相对曲率及线共轭曲面特性建立接触区形态参数与共轭差曲面修形量之间的关联模型,使得所有接触特性参数得以准确控制.提出了一种基于齿面特征共轭接触线修形量拟合及插值算法的共轭差曲面的设计及计算方法,该方法可避免齿根部位由于根切因素导致的修形量求解失败,同时仅需求解少量特征点修形量,便可实现整个共轭差曲面的设计,从而大大提高运算效率.最后通过齿形设计实例及齿面接触分析验证了该方法的正确性. 展开更多

关键词 齿轮传动 螺旋锥齿轮 共轭差曲面 接触特性 传动误差 齿面修形

下载PDF 职称材料

Ease-off拓扑修形齿面拟赫兹接触与摩擦特性分析 被引量：10

2

作者 魏冰阳 王振 +1 位作者 杨建军 曹雪梅 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期61-67,共7页

齿轮啮合界面的润滑分析一直受到齿面几何与载荷参数计算的限制。目前轮齿承载接触分析(Loadedcontactanalysis tooth,LTCA)方法主要局限于三维有限元建模分析,因其模型固化、运算量巨大制约了齿轮传动摩擦学的应用。从ease-off曲面拓... 齿轮啮合界面的润滑分析一直受到齿面几何与载荷参数计算的限制。目前轮齿承载接触分析(Loadedcontactanalysis tooth,LTCA)方法主要局限于三维有限元建模分析,因其模型固化、运算量巨大制约了齿轮传动摩擦学的应用。从ease-off曲面拓扑出发,对齿轮啮合刚度、LTCA计算方法进行了解析,获得了齿面几何与力学参数;提出了离散接触线有限元、拟赫兹接触啮合仿真与混合弹流润滑(Elastohydrodynamiclubrication,EHL)分析方法,解决了齿面边界瞬时接触区仿真与混合EHL分析的求解问题;利用EHL油膜厚度与摩擦因数经典计算公式,快捷求解了齿面瞬时接触线上的油膜厚度、摩擦因数,获得了齿面摩擦功耗分布规律与变化历程。为齿面拓扑设计与摩擦学分析提供了一种便利快捷的计算流程。 展开更多

关键词 差曲面 啮合刚度 轮齿接触分析 弹流润滑

原文传递

基于等切共轭的弧齿锥齿轮差曲面建立与解析 被引量：6

3

作者 张波 魏冰阳 刘大可 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期459-464,共6页

对弧齿锥齿轮提出了一种新的共轭求解方法,来更方便地求解共轭小轮的齿面方程,在此基础上进行了齿面接触分析。在分析过程中提出了一种新的ease-off差曲面计算方法,即用对应点的转角误差替代直线误差进行差曲面求解,使得传动误差解析、... 对弧齿锥齿轮提出了一种新的共轭求解方法,来更方便地求解共轭小轮的齿面方程,在此基础上进行了齿面接触分析。在分析过程中提出了一种新的ease-off差曲面计算方法,即用对应点的转角误差替代直线误差进行差曲面求解,使得传动误差解析、齿面修形量的确定更为直观和准确。提取了ease-off曲面上的差曲线,以方便地确定出接触路径和边缘接触点。根据全程差曲线得到了齿面接触印痕分布情况。 展开更多

关键词 齿面接触分析 等切共轭 差曲面 传动误差 差曲线

下载PDF 职称材料

面齿轮齿面拓扑修形设计与接触性能分析

4

作者 褚立阳 杨建军 +3 位作者 韩正阳 魏冰阳 童爱军 王得峰 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2023年第8期108-114,79,共8页

提出了一种面齿轮齿面的拓扑修形设计方法来提高齿面的接触性能。首先,通过渐开线圆柱齿轮共轭出面齿轮齿面,以该齿面为基准面,借助二阶、四阶多项式构建ease-off差齿面。然后,通过解析ease-off差齿面的拓扑结构,获取了接触路径与几何... 提出了一种面齿轮齿面的拓扑修形设计方法来提高齿面的接触性能。首先,通过渐开线圆柱齿轮共轭出面齿轮齿面,以该齿面为基准面,借助二阶、四阶多项式构建ease-off差齿面。然后,通过解析ease-off差齿面的拓扑结构,获取了接触路径与几何传动误差等轮齿啮合特性。最后,通过预置二阶、四阶传动误差曲线、接触路径和接触区等齿面啮合性能参数来设计ease-off差齿面,对叠加差齿面后的修形齿面进行轮齿接触分析和有限元啮合仿真分析。结果表明,所得的齿面传动误差、接触路径与预设的传动误差、接触路径基本吻合。通过对2种修形方法的对比分析发现,四阶多项式拓扑修形齿面的啮合性能要优于二阶修形齿面,为模具法面齿轮齿面的修形设计提供了参考。 展开更多

关键词 面齿轮 拓扑修形 差齿面 传动误差 接触分析

下载PDF 职称材料

Ease-off修形高减速比准双曲面齿轮接触仿真与动态性能试验

5

作者 古德万 魏冰阳 +1 位作者 任明辉 何宏图 《机械传动》 北大核心 2023年第5期128-133,142,共7页

针对高减速比准双曲面(High Reduction Hypoid,HRH)齿轮大轮齿廓曲率不足、小轮大螺旋角齿面高度扭转的问题,提出了大轮采用刀具修形以实现齿面点接触的方法,小轮采用一般滚切法,简化机床加工参数;建立了大、小轮的三维模型,Ease-off拓... 针对高减速比准双曲面(High Reduction Hypoid,HRH)齿轮大轮齿廓曲率不足、小轮大螺旋角齿面高度扭转的问题,提出了大轮采用刀具修形以实现齿面点接触的方法,小轮采用一般滚切法,简化机床加工参数;建立了大、小轮的三维模型,Ease-off拓扑曲面;解析了接触路径、差曲率、传动误差等齿面接触性能参数;通过三维运动仿真对比修形前后齿面的接触区,修形后避免了边缘接触,接触区位于齿面中部靠近小端,与齿轮实际接触斑点一致。完成了HRH齿轮减速器动态性能试验,齿轮啮合传动性能优良,啮合质量稳定,验证说明所设计的HRH齿轮修形量控制合理、理论计算与运动仿真正确。 展开更多

关键词 准双曲面齿轮 刀具修形 差曲面 运动仿真 振动

下载PDF 职称材料

高减比准双曲面齿轮摩擦功耗分析与效率试验

6

作者 魏冰阳 古德万 +1 位作者 王永强 杨建军 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第13期1525-1532,共8页

针对高减比准双曲面(HRH)齿轮拓扑曲面复杂的问题,利用对偶等切共轭的方法,构建了HRH齿轮齿面模型与ease-off曲面,解析得到齿面接触点曲率参数、卷吸速度、滑滚比等运动学参数。利用接触线微分单元法建立轮齿刚度、载荷与变形协调方程,... 针对高减比准双曲面(HRH)齿轮拓扑曲面复杂的问题,利用对偶等切共轭的方法,构建了HRH齿轮齿面模型与ease-off曲面,解析得到齿面接触点曲率参数、卷吸速度、滑滚比等运动学参数。利用接触线微分单元法建立轮齿刚度、载荷与变形协调方程,进行承载接触分析(LTCA)计算,获得了齿面载荷与接触应力分布规律;结合弹流润滑(EHL)摩擦因数经验公式,解决了瞬时接触区畸变、EHL参数计算问题。分析了齿面上油膜厚度、摩擦因数、摩擦功耗的分布规律。通过传动效率试验验证了所给出的LTCA、摩擦功耗分析与啮合效率计算模型。 展开更多

关键词 差曲面 微分单元 承载接触分析 弹流润滑 啮合效率

下载PDF 职称材料

曲面综合法复杂齿面啮合仿真分析方法研究 被引量：2

7

作者 李家琦 郭玉梁 +1 位作者 魏冰阳 曹雪梅 《机械传动》 北大核心 2022年第11期16-20,26,共6页

根据空间曲面啮合原理,构建共轭曲面的数理综合模型;基于该模型坐标变换,求得弧齿锥齿轮大、小轮齿面的数理解;基于曲面综合,给出齿面修形梯度曲面(简称Ease-off曲面)的构建方法;以齿面的旋转投影平面为坐标平面划分网格,计算了小轮修... 根据空间曲面啮合原理,构建共轭曲面的数理综合模型;基于该模型坐标变换,求得弧齿锥齿轮大、小轮齿面的数理解;基于曲面综合,给出齿面修形梯度曲面(简称Ease-off曲面)的构建方法;以齿面的旋转投影平面为坐标平面划分网格,计算了小轮修形齿面与共轭齿面的法向修形量,得到弧齿锥齿轮Ease-off曲面;通过解析Ease-off曲面,获得了完整的齿面接触形态:差曲线、接触路径、传动误差等,与齿面实际接触斑点形态高度一致。为复杂齿面的拓扑设计、啮合形态仿真提供了一种准确可行的手段。 展开更多

关键词 弧齿锥齿轮 差曲面 传动误差 接触斑点 曲面综合

下载PDF 职称材料

基于Ease-off拓扑的多目标正交试验仿真与修形参数设计 被引量：2

8

作者 李家琦 宋聪聪 魏冰阳 《机械传动》 北大核心 2022年第2期42-47,共6页

为提高某齿轮产品的综合动态啮合性能,提出了控制齿面拓扑修形多项式系数的设计方法。利用差齿面,通过承载接触分析及弹流润滑模型,计算了齿面传动误差和啮合功率损失。以承载传动误差幅值、啮合效率及波动量为目标,通过正交试验设计和... 为提高某齿轮产品的综合动态啮合性能,提出了控制齿面拓扑修形多项式系数的设计方法。利用差齿面,通过承载接触分析及弹流润滑模型,计算了齿面传动误差和啮合功率损失。以承载传动误差幅值、啮合效率及波动量为目标,通过正交试验设计和多因素多水平仿真,获得了齿面最佳拓扑修形参数;分析了修形参数对啮合性能的影响规律。结果表明,齿廓与螺旋线修形密切相关,齿廓修形比例增加,接触路径倾角变大,载荷向齿面中部集中,齿面重合度、接触线差曲率变大,有利于减小齿面接触应力,缓解边缘接触,同时减低齿面摩擦损失。 展开更多

关键词 差齿面 齿面修形 承载传动误差 啮合效率 正交试验

下载PDF 职称材料

螺旋锥齿轮精锻大轮修形齿面设计与接触性能分析 被引量：2

9

作者 杨建军 龚飞 张华 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期168-173,共6页

为提高精锻成形的弧齿锥齿轮齿面的接触性能,根据小轮切齿加工参数和相应的齿面模型,构建与小轮齿面符合设定传动关系的完全共轭大轮齿面.以该齿面为基准面,提出一种二阶easeoff齿面构建方法.根据构建的大轮离散目标齿面,采用离散齿面... 为提高精锻成形的弧齿锥齿轮齿面的接触性能,根据小轮切齿加工参数和相应的齿面模型,构建与小轮齿面符合设定传动关系的完全共轭大轮齿面.以该齿面为基准面,提出一种二阶easeoff齿面构建方法.根据构建的大轮离散目标齿面,采用离散齿面轮齿接触分析的计算方法,以临界干涉法判断啮合状态,得到离散齿面的啮合印痕和传动误差曲线,所得传动误差与预置传动关系基本吻合.分析了二阶ease-off齿面参数对传动误差曲线及齿面接触区的影响,结果表明:ease-off各变量可实现对接触椭圆长度、接触迹线角度、接触区位置的精确控制. 展开更多

关键词 螺旋锥齿轮 离散TCA 临界干涉 ease-off齿面 传动关系

下载PDF 职称材料

基于曲率修正的弧齿锥齿轮齿面设计 被引量：6

10

作者 杨建军 龚飞 +2 位作者 张华 李天兴 魏冰阳 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1743-1749,共7页

针对弧齿锥齿轮小轮齿面复杂,加工参数调整计算繁琐,根据小轮切齿加工数学模型,构建与小轮齿面具有相对传动关系的共轭大轮齿面。以完全共轭大轮为基准面,提出一种大轮差齿面曲率修正构建方法。对差齿面和完全共轭齿面叠加后得到的大轮... 针对弧齿锥齿轮小轮齿面复杂,加工参数调整计算繁琐,根据小轮切齿加工数学模型,构建与小轮齿面具有相对传动关系的共轭大轮齿面。以完全共轭大轮为基准面,提出一种大轮差齿面曲率修正构建方法。对差齿面和完全共轭齿面叠加后得到的大轮目标齿面进行离散齿面接触分析,结果显示,采用临界干涉法可有效判断啮合状态,真实获得离散齿面的啮合印痕和传动误差曲线。弧齿锥齿轮的滚检试验结果表明,利用齿面曲率修正的方法对完全共轭大轮进行Ease-off二阶修形设计,得到的接触区位置和啮合迹线方向符合满足预定的传动性能。设计的目标齿面可以作为弧齿锥齿轮大轮精密锻造的标准齿面,避免了小轮齿面加工参数的二次调整计算。 展开更多

关键词 共轭齿面 曲率修正 传动关系 差齿面 接触分析

原文传递

承载传动误差最小的高重合度弧齿锥齿轮波动齿面设计 被引量：4

11

作者 牟彦铭 何雪明 方宗德 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2080-2089,共10页

为改善航空弧齿锥齿轮的承载啮合性能,结合ease-off技术提出一种波动齿面设计方法以降低高重合度弧齿锥齿轮的承载传动误差。鉴于中凹型修形曲线(修形齿面的几何传动误差曲线)可极大地减小高重合度弧齿锥齿轮传动的承载传动误差波动幅值... 为改善航空弧齿锥齿轮的承载啮合性能,结合ease-off技术提出一种波动齿面设计方法以降低高重合度弧齿锥齿轮的承载传动误差。鉴于中凹型修形曲线(修形齿面的几何传动误差曲线)可极大地减小高重合度弧齿锥齿轮传动的承载传动误差波动幅值,创建一种与高重合度相适应的波动齿面修形模型;结合easeoff技术建立以降低承载传动误差波动幅值为目标的优化模型;通过优化得到具有良好啮合性能的高重合度弧齿锥齿轮。分析发现:优化后2阶传动误差设计弧齿锥齿轮传动的承载传动误差波动幅值降低了34.152%,而由波动齿面设计方法所得改进修形弧齿锥齿轮的承载传动误差进一步降低了61.492%,有效地改善了高重合度弧齿锥齿轮传动性能,为高性能弧齿锥齿轮齿面设计奠定理论基础。 展开更多

关键词 高重合度弧齿锥齿轮 波动齿面设计 承载传动误差 动力学分析 ease-off技术

原文传递

基于工业互联网平台的圆柱齿轮承载接触分析APP开发

12

作者 刘大可 魏冰阳 +2 位作者 李家琦 谢学凯 向华安 《机械传动》 北大核心 2020年第12期153-158,共6页

中国工业软件的发展相比发达国家还比较落后,特别是齿轮传动设计分析类软件。随着工业互联网和工业APP的发展,中国工业软件的发展将迎来一个高潮。齿轮的啮合刚度和承载接触分析(LTCA)对于齿轮传动系统动力学分析至关重要,为此,基于SYSW... 中国工业软件的发展相比发达国家还比较落后,特别是齿轮传动设计分析类软件。随着工业互联网和工业APP的发展,中国工业软件的发展将迎来一个高潮。齿轮的啮合刚度和承载接触分析(LTCA)对于齿轮传动系统动力学分析至关重要,为此,基于SYSWARE.IDE工业互联网平台,应用Ease-off差齿面拓扑进行齿面啮合信息解析,开发了圆柱齿轮承载接触分析工业APP。通过算例输出了拓扑修形梯度图、接触线瀑布图、传动误差曲线、时变啮合刚度、承载传动误差变化曲线、齿面载荷分布状况、载荷齿间分担比等齿面信息。 展开更多

关键词 SYSWARE.IDE ease-off差齿面 时变啮合刚度 LTCA 工业APP

下载PDF 职称材料

基于齿面Ease off拓扑的弧齿锥齿轮齿面偏差等效修正方法 被引量：8

13

作者 聂少武 邓静 +2 位作者 邓效忠 杨建军 李聚波 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第20期2434-2440,共7页

为提高弧齿锥齿轮齿面修正的效率,提出了一种仅修正小轮齿面偏差的等效修正方法。通过比较实测齿面与设计齿面Ease off之间的失配值,计算出小轮齿面等效偏差。通过建立齿面等效偏差与加工参数之间的修正数学模型,反求出满足理论失配要... 为提高弧齿锥齿轮齿面修正的效率,提出了一种仅修正小轮齿面偏差的等效修正方法。通过比较实测齿面与设计齿面Ease off之间的失配值,计算出小轮齿面等效偏差。通过建立齿面等效偏差与加工参数之间的修正数学模型,反求出满足理论失配要求的小轮加工参数。实验结果表明:通过对小轮齿面偏差进行等效修正,小轮实际齿面与大轮实际齿面之间的失配值与设计值误差在5μm以内,传动误差幅值与理论值相差0.5″,实际齿面啮合结果满足理论设计要求。 展开更多

关键词 弧齿锥齿轮 齿面ease off拓扑 齿面偏差 等效修正

下载PDF 职称材料