圓弧齒輪研發(fā)現(xiàn)狀ppt課件

1、圓弧齒輪研發(fā)現(xiàn)狀鄭州機械研討所 研討員 劉世軍一、圓弧齒輪嚙合原理二、新齒制和新齒形三、圓弧齒輪輪系四、彎曲和接觸應力分析CAE五、圓弧齒輪現(xiàn)代設(shè)計方法CAD六、圓弧齒輪先進加工技術(shù)七、圓弧齒輪精度及丈量技術(shù)前言 1922年Vickers-Bostock-Bramley提出VBB齒輪，1926年Eruest Wildhaber提出法面圓弧齒輪。之后，前蘇聯(lián)、英國、美國、日本、印度和我國都先后進展了圓弧齒輪的研討實驗任務。1960年在德國Essen召開的國際齒輪會議，以圓弧齒輪為中心議題。在70年代中期以前我國主要研討運用單圓弧齒輪，從60年代中期我國又開場研討雙圓弧齒輪，但進入實踐性的研討、實

2、驗和運用是在1975年以后。在“六五、“七五期間，我國對高速雙圓 弧齒輪進展了大量研討。完成了“高速雙圓弧齒輪降低噪聲的研討、“提高雙圓弧齒輪在高速重載齒輪傳動中承載才干的研討等課題。1990年代后期，鄭州機械研討所、太原理工大學和中信重機完成了“滲碳硬化雙圓弧齒輪超硬加工技術(shù)研討課題。鄭州機械研討所完成了“新型高參數(shù)雙圓弧齒輪箱關(guān)鍵技術(shù)研討課題。國內(nèi)學者就雙圓弧齒輪的嚙合原理、齒形優(yōu)化、雙圓弧齒輪傳動優(yōu)化、動態(tài)特性及磨齒原理等方面進展了研討，都得出很多可喜成果。一、圓弧齒輪嚙合原理 2003年盧賢纘、尚俊開出版了專著，用齒條成形面在范成運動中構(gòu)成點接觸共軛傳動，論述了圓弧齒輪傳動共軛原理、圓

3、弧齒輪各種加工方法和刀具設(shè)計實際和圓弧齒輪丈量實際。 1997年，美國芝加哥伊利諾斯大學的Faydor L，Litvin and Jian Lu發(fā)表了New Methods for Improved DoubleCircular-Arc Helical Gears(1) The geometry of double circular-arc helical pinion and gear applied in external and internal gear drives(2) New methods for generation of theaforementioned gear dri

4、ves with a low level of transmission errors(3) Methods of grinding of double circular-arc pinion and gear(4) Computerized simulation of meshing and contact of the previously discussed gear drives 鄧力根據(jù)齒輪嚙合原理，采用雙自在度包絡(luò)法，由雙圓弧齒輪滾刀的齒面方程推導 出齒輪齒面方程。二、新齒制和新齒形常彥偉 段德榮“通用雙圓弧齒輪齒形計算分析系統(tǒng)基于圓弧齒輪的構(gòu)成原理和嚙合原理，建立了適用于各類雙圓

5、弧齒輪的齒形和其滾刀齒形的計算分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)為改善圓弧齒輪對中心距誤差的敏感性而確立圓弧齒輪的合理齒形提供了一種方法。張靜 王鐵“雙圓弧齒輪齒形參數(shù)的模糊優(yōu)化 利用三維有限元方法和模糊優(yōu)化設(shè)計方法，綜合思索優(yōu)化模型中設(shè)計參數(shù)及 約束條件，影響要素的隨機性和模糊性，建立了雙圓弧齒輪齒形參數(shù)優(yōu)化的數(shù)學模型，并結(jié)合實踐算例進展了分析。吳潔 蔡春源“基于跑合性能的雙圓弧齒輪齒形參數(shù)優(yōu)化設(shè)計 經(jīng)過對雙圓弧齒輪達不到理想跑合形狀的分析，運用了摩擦磨損學原理，建立了雙圓弧齒輪的跑合數(shù)學模型，對其進展了接觸有限元優(yōu)化計算，使其在保證具有等彎曲強度的條件下，獲得了優(yōu)化雙圓弧齒輪的齒形參數(shù)，最后經(jīng)過雙圓弧齒輪跑

6、合性能的對比實驗，證明優(yōu)化的齒形參數(shù)具有良好的跑合性能。賈毅 邵家輝“雙向圓弧齒輪傳動概述提出了一種新型雙重凸凹嚙合圓柱齒輪傳動雙向圓弧齒輪傳動。在分析目前廣泛運用的雙圓弧齒輪傳動的缺乏之處后，論述了雙向圓弧齒輪傳動設(shè)計的根本思想和這種齒輪傳動的優(yōu)點。段德榮 常彥偉“準端面雙圓弧齒輪及其齒面方程表達了準端面雙圓弧齒輪的構(gòu)成原理，推導出了這種齒輪的通用齒面方程。經(jīng)過端面齒廓圖譜的分析，經(jīng)與目前廣為采用的法面圓弧齒輪以及理想的端面圓齒輪的對比，指出了準確面圓弧齒輪在抑制 法面圓弧齒輪傳動接觸區(qū)位置對誤差敏感性方面所具有的獨特優(yōu)點。劉世軍 陳淵 “ZY-l型硬齒面雙圓弧齒輪齒形設(shè)計 給出了中外現(xiàn)有硬

7、齒面雙圓弧齒輪齒形，分析總結(jié)了前人在硬齒面雙圓弧齒輪齒形設(shè)計方面的任務；在此根底上，設(shè)計出針對齒面硬度大于58HRC，適用于低速重載齒輪傳動的刮齒、磨齒雙圓弧齒輪新齒形。潘華平 錢瑞明“新型圓弧純滾動嚙合齒輪傳動的設(shè)計 針對現(xiàn)有普遍運用的共輥曲線齒輪傳動由于存在相對滑動而導致的一系列 不良后果，詳細論述了一種新型圓弧純滾動嚙合齒輪的齒廓實現(xiàn)方法，并給出了各根本參數(shù)確實定原那么，并經(jīng)過計算機仿真對本文實際和方案作了驗證。唐偉“變圓弧齒輪的構(gòu)成原理及特性 提出了一類變圓弧齒輪。利用偏向函數(shù)法，給出了齒廓的完好構(gòu)造過程，證明了它滿足齒廓嚙合根本定律；推導了齒廓方程，討論了變圓弧齒輪的特性，給出了變圓

8、弧齒廓的實例；這種齒輪具有較高的承載才干，特別便于高速、高精度數(shù)控加工。三、圓弧齒輪輪系NGW 盧賢纘已作出實物，沒有相關(guān)報道。在國內(nèi)，辛洪兵等人是較早開場研討圓弧齒廓諧波齒輪傳動實際的。辛洪兵、何惠陽等提出諧波齒輪傳動不變嚙合矩陣，用數(shù)值方法證明了諧波齒輪傳動采用圓弧齒廓的合理性，為進一步研討圓弧齒廓在諧波齒輪傳動中的運用奠定了實際根底。辛洪兵計算出柔輪采用圓弧齒廓時剛輪與之共軛的實際齒廓，經(jīng)過用嚙合圓弧對其進展逼近，得到了嚙合誤差的變化規(guī)律。 曾世強、楊家軍等對雙圓弧齒形諧波齒輪傳動進展了運動特性分析，計算了雙圓弧諧波齒輪傳動的嚙合弧長與側(cè)隙，從實際上論證了雙圓弧齒形良好的任務性能。天津職

9、業(yè)技術(shù)師范學院承當?shù)摹皥A弧齒2K-V型傳動的CAD 開發(fā)研討，實現(xiàn)了對圓弧齒2K-V型行星傳動安裝構(gòu)造的參數(shù)化CAD 設(shè)計，并研制出了樣機。試制和實驗闡明，這種傳動安裝體積小、傳動比大，具有高剛性、高承載才干、高傳動效率和高傳動精度等特點。四、彎曲和接觸應力分析CAE 運用各種先進軟件對圓弧齒輪進展建模，用有限元和邊境元分析接觸應力和齒腰齒根彎曲應力。張秀親 李瑞斌 張應順“雙圓弧齒輪輪齒彎曲應力的研討 用三維邊境元法對GB1275991雙圓弧齒輪的輪齒彎曲應力進展了分析計算，并在此根底上得出齒根應力與法向載荷之間、齒腰應力與法向載荷之間、齒根應力與當量曲率半徑之間及齒腰應力與當量曲率半徑之間

10、的關(guān)系曲線研討闡明，大螺旋角 或小載荷時，齒腰應力大于齒根應力因此，齒腰應力也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需遭到注重.李金蓮“雙圓弧齒輪凸、凹齒同時加載的齒腰彎曲應力根據(jù)恣意轉(zhuǎn)角位置的雙圓弧齒輪齒廓數(shù)學模型，運用Pro/E軟件構(gòu)建了雙圓弧齒輪模型，首先分析比較了僅在凸齒處加載和在凸、凹齒處同時加載兩種不同加載方式時的齒腰彎曲應力，然后在輪齒的凸、凹齒處同時加載，對齒腰處的彎曲應力進展了有限元分析，得出了雙圓弧齒輪齒腰彎曲應力與螺旋角、模數(shù)、齒數(shù)的關(guān)系曲線。趙寧 謝詠君 郭輝“基于熱彈耦合的雙圓弧齒輪接觸特性研討為了討論高溫重載條件下雙圓弧齒輪的任務性能、為熱彈耦協(xié)作用下雙圓弧齒輪疲勞壽命的預測提供分析數(shù)據(jù)，對

11、熱彈耦合場下的雙圓弧齒輪進展接觸特性研討。采用ProE與ANSYS結(jié)合建模的方式，建立雙圓弧齒輪三維有限元熱彈耦合模型。利用ANSYS間接耦合方法，在瞬態(tài)熱分析求得溫度場的根底上，在構(gòu)造分析中定義接觸對，采用穩(wěn)態(tài)分析方法進展接觸分析，求得熱彈耦協(xié)作用下的接觸區(qū)域、接觸應力和彎曲應力。與非耦合場下的分析結(jié)果進展了比較。張華美 陳淵 劉世軍 “ZY-1型硬齒面雙圓弧齒輪20CrMnMo資料的彎曲疲勞極限應力研討 采用高頻脈動實驗方法，單齒加載方式進展彎曲疲勞實驗，結(jié)合ZRCAEV20有限元分析，求出資料為20CrMnMo的ZY-1型滲碳淬火硬齒面雙圓弧齒輪彎曲疲勞極限應力的實際值，并將其用于通用減

12、速器系列的承載才干計算。陳殿華 商桂芝 “基于邊境積分方程法的圓弧齒輪強度分析 提出用邊境積分方程法(boundary integral equation method，BIEM)進展圓弧齒輪強度分析的設(shè)汁方法。在 研討中根據(jù)彈性實際的柯西型積分，建立適宜于各種載荷作用輪齒不同位置的齒輪強度分析數(shù)學模型。在實際方程式建模中采用間接式邊境積分方程法，以應力函數(shù)作為解析對象，直接求解齒輪應力、輪齒剛度變形等。武寶林 邵家輝“雙圓弧齒輪的接觸疲勞極限與平安系數(shù) 討論雙圓弧齒輪接觸疲勞極限的計算方法。在實驗根底上，得到 調(diào)質(zhì)型雙圓弧齒輪的接觸疲勞極限，并引薦了接觸強計算中最小平安系統(tǒng)的參考值。五、圓弧

13、齒輪現(xiàn)代設(shè)計方法CAD 運用現(xiàn)代設(shè)計方法，對圓弧齒輪傳動進展各種優(yōu)化設(shè)計。李建霞 張文信“基于Solid Edge的圓弧齒輪計算機輔助設(shè)計系統(tǒng) 用VB60作為工具，開發(fā)基于Solid Edge的圓弧齒輪CAD系統(tǒng)，實現(xiàn)了圓弧齒輪設(shè)計與校核自動化以及圓弧齒輪設(shè)計與繪圖一體化，提高了設(shè)計的質(zhì)量和效率。閻樹田 趙鵬飛 易湘斌“基于遺傳算法的雙圓弧齒輪傳動的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計 針對 常規(guī)設(shè)計中雙圓弧齒輪體積較大的問題，在先選定螺旋角的情況下，以圓弧齒輪傳動的小齒輪齒數(shù)、法面模數(shù)及齒寬為設(shè)計變量，以兩圓弧齒輪的體積之和最小為目的函數(shù)，運用遺傳算法設(shè)計實際，建立雙圓弧齒輪傳動的遺傳算法優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學模型，采

14、用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對其進展優(yōu)化結(jié)果闡明，運用遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的力法對雙圓弧齒輪傳動進展優(yōu)化設(shè)計，可以抑制單純用遺傳算法的早熟景象和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生部分收斂的缺陷，體乖減少30以上彭程“基于模糊可靠性實際的雙圓弧齒輪傳動優(yōu)化設(shè)計 根據(jù)模糊可靠性優(yōu)化設(shè)計實際，綜合思索雙圓孤齒輪傳動中各設(shè)計參數(shù)、約束條件及影響要素的隨機性和模湖性，建立了雙圓孤齒輪傳動設(shè)計中模糊變量與隨機變量同時存在時的以體積最小為目的的優(yōu)化數(shù)學模型。王莉靜 吳鳳林“自動設(shè)計思想在圓弧齒輪設(shè)計中的運用 根據(jù)齒輪所要求的機械特性而進展齒面外形設(shè)計，使圓弧齒輪齒面的外形設(shè)計具有更大的靈敏性，并更能順應齒輪加工方面的要求六、圓弧齒輪先進加工技

15、術(shù) 鄭州機械研討所和太原理工大學等單位勝利研討出了滲碳硬化雙圓弧齒輪刮削加工的成套制造技術(shù)，運用這項技術(shù)加工的硬齒面雙圓弧齒輪，其承載才干與一樣規(guī)格的硬齒面漸開線齒輪相當。硬齒面雙圓弧齒輪刮削精加工工藝的實驗勝利，終了了硬齒面雙圓弧齒輪沒有適宜的精加工工藝的歷史，是硬齒面雙圓弧齒輪加工技術(shù)上的一次艱苦創(chuàng)新。 在圓弧齒輪磨齒方面，學者作了大量 實際分析。段德榮“磨前雙圓弧齒輪的齒面余量分布及其基準齒形設(shè)計 經(jīng)過對磨前圓弧齒輪的幾種齒面磨削余量分布方案的對比，給出了磨前圓弧齒輪基準齒形的設(shè)計方案。韓振南 邵家輝“用成形法磨削圓弧齒輪的砂輪截面廓形的計算成彤磨削法精加工齒輪的關(guān)鍵在于修整砂輪的截面外

16、形。詳抽地推導出加工雙圓弧齒輪的砂輪截面廓形的計算表達式 并開發(fā)了通用計算程序。根據(jù)實例計算結(jié)果、討論了砂輪直徑及安裝角度對磨削齒面干涉的影響張光輝“雙圓弧齒輪的逼近磨削原理 提出了用指狀砂輪加工雙圓弧齒輪的逼近磨削方法， 論述了逼近磨削雙圓弧齒輪的原理：要求磨削得到的雙圓弧齒輪齒面最正確逼近滾切加工得到的雙圓弧齒輪齒面所要求的齒面 ，從而求出最正確調(diào)整參數(shù)。七、圓弧齒輪精度及丈量技術(shù) 近年來，學者對圓弧齒輪的精度和丈量做了一些努力，但這方面依然不能滿足消費需求。武寶林 邵家輝“軸線平行度誤差對雙圓弧齒輪傳動誤差的影響分析 運用圓弧齒輪的嚙合原理，研討了雙圓弧齒輪傳動的軸線平行度誤差和其傳動誤差之間的關(guān)系，據(jù)此分析了不同方向的軸線平行度誤差、螺旋角等對其傳動誤差的影響情況。武寶林 邵家輝 孟惠榮“雙圓弧齒輪的螺旋角誤差對其傳動誤差的影響分析 分析研討了螺旋角誤差對雙圓弧齒輪傳動過程中傳動誤差的影響規(guī)律，并且引見在條件允許時，增大齒輪螺旋角，有利于減小雙圓弧齒輪傳動過程中的傳動誤差，進而提高其動態(tài)傳動性能。張燕 衛(wèi)國強“圓弧齒輪齒形誤差丈量技術(shù)的研討及用極坐標法丈量圓弧齒輪齒形誤差的討論 本文結(jié)合現(xiàn)有丈量手段，分析討論了各種丈量圓弧齒輪形誤差的原理，方法，并以極坐標丈量圓弧齒輪齒