基于CAM的双圆弧齿轮建模及数控加工集成研究 被引量：3

1

作者 黄成 徐恺 +1 位作者 李阁强 韦智博 《模具工业》 2022年第12期22-26,共5页

根据齿轮基本参数确定了渐开线型双圆弧螺旋齿轮的端面齿形,受限于UG等三维软件的复杂曲线绘制能力,在MATLAB中编写了渐开线生成程序,并提取渐开线的坐标点以.bat文件格式导入UG12.0软件,在UG12.0中对双圆弧齿轮进行参数化精确建模。基... 根据齿轮基本参数确定了渐开线型双圆弧螺旋齿轮的端面齿形,受限于UG等三维软件的复杂曲线绘制能力,在MATLAB中编写了渐开线生成程序,并提取渐开线的坐标点以.bat文件格式导入UG12.0软件,在UG12.0中对双圆弧齿轮进行参数化精确建模。基于UG软件自带的CAM加工模块,对双圆弧齿轮采用球头铣刀的数控加工自动编程,确定刀路轨迹并生成数控代码。通过Vericut的数控铣削加工机床进行加工仿真,验证了数控加工程序的正确性及加工方法的可行性。该方法集齿轮建模和仿真加工于一体,避免了模型转换带来的误差。 展开更多

关键词 双圆弧螺旋齿轮 CAM 参数化建模 VERICUT 数控铣削

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基于分段啮合刚度的双圆弧斜齿轮转子系统的振动响应分析

2

作者 宋雪萍 刘元伟 +2 位作者 陈勇 李朝峰 闻邦椿 《中国工程机械学报》 北大核心 2015年第4期289-292 315,315,共5页

以双圆弧斜齿轮平行轴转子系统为研究对象,结合其啮合过程的变形特点,导出了其动能和势能的计算公式,根据拉格朗日方程建立了齿轮啮合的动力学模型;根据转子系统齿轮多点和多齿的啮合特点,采用分段式的方法计算其啮合刚度,将其与动力学... 以双圆弧斜齿轮平行轴转子系统为研究对象,结合其啮合过程的变形特点,导出了其动能和势能的计算公式,根据拉格朗日方程建立了齿轮啮合的动力学模型;根据转子系统齿轮多点和多齿的啮合特点,采用分段式的方法计算其啮合刚度,将其与动力学模型相结合,采用有限元法,求解平行轴转子的弯曲振动和弯扭耦合振动特征值,并分析了系统在不平衡力作用下随激振频率变化的振动响应曲线.研究表明,采用分段式计算啮合刚度的方法来分析双圆弧齿轮是可行的,以此为根据求解的响应曲线符合转子动力学的振动规律,可为双圆弧齿轮平行轴转子系统的动力学分析提供理论基础. 展开更多

关键词 双圆弧斜齿轮 转子系统 振动响应 啮合刚度

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双圆弧斜齿齿轮泵脉动特性分析及齿形设计 被引量：22

3

作者 李阁强 张龙飞 +2 位作者 韩伟锋 邓效忠 冯勇 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期186-192,共7页

针对普通渐开线齿轮泵流量脉动大、噪声大以及困油现象等问题,设计出一种以双圆弧斜齿轮为运动副的齿轮泵。对比分析啮合特性,得出双圆弧斜齿轮传动的优越性。以正弦曲线为过渡曲线,利用啮合共轭原理求解出双圆弧斜齿轮端面齿廓方程。... 针对普通渐开线齿轮泵流量脉动大、噪声大以及困油现象等问题,设计出一种以双圆弧斜齿轮为运动副的齿轮泵。对比分析啮合特性,得出双圆弧斜齿轮传动的优越性。以正弦曲线为过渡曲线,利用啮合共轭原理求解出双圆弧斜齿轮端面齿廓方程。采用等面积法求解了双圆弧斜齿齿轮泵的最大和最小瞬时排量,得出理论脉动趋于零的结论。利用FLUENT三维动网格技术,对比分析齿轮参数相同的双圆弧斜齿轮泵和渐开线斜齿轮泵的流量脉动,得出前者的流量脉动远小于后者的结论。 展开更多

关键词 双圆弧斜齿轮 端面齿廓 流量脉动 仿真

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双圆弧斜齿齿轮泵转子系统模态分析 被引量：5

4

作者 谢柯强 李阁强 +1 位作者 彭建军 李东林 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第11期158-163,共6页

提出一种高性能双圆弧斜齿齿轮泵,为解决泵高速化带来的转动副共振问题,对转动副进行模态分析。建立转动副三维模型,利用有限元进行无预应力与有预应力模态分析,取前8阶模态对比分析,结果表明:添加预应力后,转动副各阶振型没有变化,仅... 提出一种高性能双圆弧斜齿齿轮泵,为解决泵高速化带来的转动副共振问题,对转动副进行模态分析。建立转动副三维模型,利用有限元进行无预应力与有预应力模态分析,取前8阶模态对比分析,结果表明:添加预应力后,转动副各阶振型没有变化,仅每一阶固有频率与振幅有较小变化,转动副工作转速远离临界转速,不会发生共振。优化减小转轴直径后,各阶固有频率降低,仍满足设计要求。分析结果进一步表明转动副不会与泵体产生共振。分析方法对高速液压泵稳定性设计有借鉴意义。 展开更多

关键词 双圆弧斜齿齿轮泵 转动副 ANSYS Workbench 模态分析 共振

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双圆弧斜齿齿轮泵转子加工刀轨规划及仿真

5

作者 董庆伟 周群起 +1 位作者 李阁强 刘理想 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第3期214-217,223,共5页

针对双圆弧斜齿齿轮泵转子加工方法中存在的加工效率和精度比较低等问题,提出了利用球头铣刀在数控铣床上加工双圆弧斜齿齿轮泵转子的方法。研究目标是:根据双圆弧斜齿齿轮泵转子方程,结合空间啮合原理,建立了双圆弧斜齿轮的加工坐标系... 针对双圆弧斜齿齿轮泵转子加工方法中存在的加工效率和精度比较低等问题,提出了利用球头铣刀在数控铣床上加工双圆弧斜齿齿轮泵转子的方法。研究目标是:根据双圆弧斜齿齿轮泵转子方程,结合空间啮合原理,建立了双圆弧斜齿轮的加工坐标系,根据各坐标系之间的转换矩阵,建立了双圆弧斜齿齿轮泵转子的齿面方程,模拟使用球头铣刀进行加工过程,计算出加工刀具中心在平面和空间轨迹,同时给出判定球头铣刀不发生干涉的最大半径的方法。利用VERICUT软件建立虚拟制造环境并进行铣齿仿真加工,验证了双圆弧斜齿齿轮泵转子齿面数控加工方法的正确性及其可行性。 展开更多

关键词 双圆弧斜齿齿轮泵 齿轮建模 球头铣刀 仿真加工

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双圆弧齿轮转子系统的动态特性分析 被引量：4

6

作者 宋雪萍 刘元伟 +2 位作者 刘宇 陈亚哲 闻邦椿 《机械设计》 CSCD 北大核心 2016年第12期80-84,共5页

以双圆弧齿轮转子系统为研究对象,结合其啮合过程的变形特点,导出了其动能和势能的计算公式,根据拉格朗日方程建立了齿轮啮合的动力学模型。并根据其多点和多齿的啮合特点,采用分段式的方法计算其啮合刚度,将其与动力学模型相结合,采用... 以双圆弧齿轮转子系统为研究对象,结合其啮合过程的变形特点,导出了其动能和势能的计算公式,根据拉格朗日方程建立了齿轮啮合的动力学模型。并根据其多点和多齿的啮合特点,采用分段式的方法计算其啮合刚度,将其与动力学模型相结合,采用数值分析的方法求解了系统响应和啮合力随激振频率的变化曲线。研究表明:采用分段式计算啮合刚度的方法来分析双圆弧齿轮是可行的,为双圆弧齿轮转子系统的动力学分析提供了理论基础。 展开更多

关键词 双圆弧斜齿轮 转子系统 动态特性 啮合刚度

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高速高压双圆弧斜齿齿轮泵空化抑制措施研究 被引量：3

7

作者 董庆伟 朱景龙 +1 位作者 李阁强 李行 《液压气动与密封》 2023年第7期49-55,共7页

双圆弧斜齿齿轮泵在高速高压工况下其内部流场空化现象严重,对齿轮泵的性能产生不利影响。为抑制齿轮泵的空化,建立了双圆弧斜齿齿轮泵吸油腔近啮合区域压力数学模型,以该区域压力值最大为目标函数,利用遗传算法对其各个影响因素求最优... 双圆弧斜齿齿轮泵在高速高压工况下其内部流场空化现象严重,对齿轮泵的性能产生不利影响。为抑制齿轮泵的空化,建立了双圆弧斜齿齿轮泵吸油腔近啮合区域压力数学模型,以该区域压力值最大为目标函数,利用遗传算法对其各个影响因素求最优解,重新建立齿轮泵三维模型并设定模拟工况,利用动网格技术,通过PUMPLINX对齿轮泵内部流场的空化现象进行数值模拟,并分析了抑制空化后对齿轮泵的影响。结果表明:抑制空化后齿轮泵内部流场空化现象明显减小,齿轮泵的空化现象得到了有效的抑制,验证了吸油腔近啮合区域压力数学模型的正确性;相对于抑制空化前,抑制空化后的齿轮泵流量脉动和流量脉动率明显减小,泵出口流量脉动率减小了25.63%,泵出口平均流量提高了4.4 L/min,泵容积效率提高了10.04%,显著提高了双圆弧斜齿齿轮泵的性能。 展开更多

关键词 双圆弧斜齿齿轮泵 高速高压 遗传算法 空化抑制 数值模拟

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温度对双圆弧斜齿齿轮泵性能的数值模拟研究 被引量：2

8

作者 董庆伟 王义城 +1 位作者 李阁强 朱景龙 《液压气动与密封》 2023年第10期1-6,共6页

双圆弧斜齿齿轮泵在高速工况下,其内部流场温度升高现象明显,对齿轮泵的性能产生不利影响。为了探究温度对齿轮泵性能的影响,建立了双圆弧斜齿齿轮泵容积效率与温度的数学模型。利用动网格技术,通过PumpLinx设定不同入口温度,模拟不同... 双圆弧斜齿齿轮泵在高速工况下,其内部流场温度升高现象明显,对齿轮泵的性能产生不利影响。为了探究温度对齿轮泵性能的影响,建立了双圆弧斜齿齿轮泵容积效率与温度的数学模型。利用动网格技术,通过PumpLinx设定不同入口温度,模拟不同工况下齿轮泵内部流场的变化情况。结果表明:入口油液的温度不同,其内部流场温度变化明显,入口温度越高,其温升现象越明显;温升严重区域为存在压差区域,且压差越大温升越明显;温度升高,内部流场空化现象明显减弱;相对于常温油液情况下,入口油液温度为60℃时,齿轮泵流量脉动和流量脉动率明显增大,泵的出口脉动率增加了4.74%,泵出口平均流量降低了1.52 L/min,泵的容积效率降低了3.04%,温度的升高对齿轮泵性能产生了不利影响,验证了温度与容积效率数学模型的正确性。 展开更多

关键词 双圆弧斜齿齿轮泵 温升效应 数值模拟 容积效率 空化特性

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双圆弧斜齿齿轮泵压力脉动试验与分析 被引量：3

9

作者 冯伟 刘会祥 +2 位作者 何俊 孙东宁 张玉强 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2020年第6期63-67,83,共6页

双圆弧斜齿齿轮泵消除了困油现象,具有压力脉动小、噪声小的特点,适用于对静音性能有较高要求的场合。分析其工作原理,设计了试验工装与试验系统,对多种工况下的压力脉动进行了测试,并对结果进行了时域和频域分析,得到了抑制干扰后的压... 双圆弧斜齿齿轮泵消除了困油现象,具有压力脉动小、噪声小的特点,适用于对静音性能有较高要求的场合。分析其工作原理,设计了试验工装与试验系统,对多种工况下的压力脉动进行了测试,并对结果进行了时域和频域分析,得到了抑制干扰后的压力波动曲线。结果表明,试验方法具有较高的准确性和统一性;该型泵压力脉动较小,去除干扰后脉动率可达1.5%,具有优良的静音性能。 展开更多

关键词 双圆弧斜齿齿轮泵 压力脉动 频谱分析

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双圆弧斜齿轮泵高速高压化流量脉动研究 被引量：2

10

作者 董庆伟 刘理想 +1 位作者 李阁强 周群起 《机械设计》 CSCD 北大核心 2023年第5期21-26,共6页

为提高双圆弧斜齿轮泵在高速高压工况下的流量品质,减小流量脉动对振动、噪声等问题的影响,文中通过理论推导流量脉动系数公式,得到齿轮各参数与流量脉动之间的关系,进而对齿形参数进行优化设计,使得流量脉动系数理论为零。采用流体动力... 为提高双圆弧斜齿轮泵在高速高压工况下的流量品质,减小流量脉动对振动、噪声等问题的影响,文中通过理论推导流量脉动系数公式,得到齿轮各参数与流量脉动之间的关系,进而对齿形参数进行优化设计,使得流量脉动系数理论为零。采用流体动力学(CFD)仿真,对双圆弧斜齿轮泵内部流场进行数值模拟,与试验结果进行对比验证。结果表明:螺旋角为31.3°时,脉动系数为零,实现了新型双圆弧斜齿轮泵理论上无流量脉动;转速为5 000~12 000 r/min,出油口流量脉动基本为零,验证了理论设计的正确性及满足了齿轮泵高速化后的性能要求;负载压力为5~25 MPa,出油口流量脉动基本为零,满足了齿轮泵高压化后的性能要求;试验结果与仿真结果流量误差在3%左右,说明了仿真结果的正确性及双圆弧斜齿轮泵泄漏量少,容积效率高。 展开更多

关键词 双圆弧齿轮泵 高速高压 流量脉动 流场仿真 试验验证

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流固耦合影响下双圆弧斜齿齿轮泵转子力学特性研究

11

作者 周群起 董庆伟 +1 位作者 李阁强 刘理想 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第8期195-199,共5页

针对理论计算难以获得精确的双圆弧斜齿齿轮泵转子疲劳破坏和塑性变形问题,利用ANSYS Workbench实时数据传递建立双圆弧斜齿齿轮泵单向流固耦合模型,得到流场压力特性和压力载荷作用下双圆弧斜齿齿轮泵力学性能。通过对比分析流固耦合... 针对理论计算难以获得精确的双圆弧斜齿齿轮泵转子疲劳破坏和塑性变形问题,利用ANSYS Workbench实时数据传递建立双圆弧斜齿齿轮泵单向流固耦合模型,得到流场压力特性和压力载荷作用下双圆弧斜齿齿轮泵力学性能。通过对比分析流固耦合前后不同负载下的力学特性变化,研究流固耦合作用对双圆弧斜齿齿轮泵转子的变形与应力分布的影响。研究结果表明,流固耦合作用对转子结构影响较大,最大变形量都发生在两转子近轮缘位置,且变形量相差0.016063mm;最大等效应力都发生在转子啮合位置,且等效应力相差187.72MPa。转子啮合处相比其他位置更易发生疲劳破坏,为双圆弧斜齿齿轮泵转子的稳定性和结构优化提供了参考依据。 展开更多

关键词 双圆弧斜齿齿轮泵 流固耦合 应力应变 模态分析 等效应力

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双圆弧螺旋锥齿轮章动传动运动和动力学仿真 被引量：5

12

作者 蔡英杰 姚立纲 顾炳 《传动技术》 2007年第4期22-25,31,48,共6页

螺旋锥齿轮是机械中的重要的传动装置。基于章动运动,推导了双圆弧螺旋锥齿轮齿面方程,建立了章动传动中冕齿轮的三维模型。进一步建立了整个章动传动的三维模型。完成了章动传动的运动和动力仿真。

关键词 双圆弧螺旋齿锥齿轮 章动传动 数学建模 仿真 齿轮加工

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