局部共轭内斜齿轮修形机制与成形磨削理论研究

基本信息
批准号:51575160
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:任小中
学科分类:
依托单位:河南科技大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:苏建新,王会良,张波,王建生,董后云,杨旭
关键词:
轮齿修形成形磨削内斜齿轮高阶传动误差局部共轭
结项摘要

Loading capacity, service life, vibration and noise are the key factors to restrict the performance and competitive power of domestic planetary gearings. Taking the planetary gearings with helical gears as research object, a kind of local conjugating planetary transmission pairs with modified internal helical gear was proposed, and the modification mechanism and form grinding method of the helical tooth face were explored in this project. Based on the external helical gear with higher-order transmission error, the tooth face curve of internal helical gear engaged with it was found by means of adverse envelope method. The transmission characteristics of internal helical gear transmission pairs under different installation errors and loading conditions were analyzed by means of 3D modeling and computer simulation in order to provide the basis for determining and optimizing topological modification parameters of the gear. The meshing equations of the modified internal helical gear and the standard external helical gear were established. The arithmetic and dressing principle of the wheel profile were studied based on numerical simulation, the grinding interference, if any, could be eliminated by optimizing further the radius and installation angle of grinding wheel through simulation. The influence of both profile modification and longitudinal tooth modification on the transmission performance was analyzed synthetically, and the topological tooth modification method was tested on the internal helical gear. Through exploring and perfecting the form grinding theory of modified helical gear and testing the transmission performance of the planetary gearing with modified internal helical gear, this project can provide the theoretical basis and the technical references for the tooth design and the form grinding of modified helical gear pairs.

承载能力、使用寿命、振动与噪声是制约国产行星齿轮传动装置性能和竞争力提升的关键要素。本项目以斜齿行星传动为研究对象,提出一种具有修形内斜齿轮的局部共轭行星传动副,并探索内斜齿面的修形机制和成形磨削方法。基于具有高阶传动误差的外斜齿轮,运用逆包络法求解与之啮合的内斜齿轮齿面曲线。通过构建修形内斜齿轮传动副三维模型和计算机仿真,分析各种安装误差和承载条件下的传动特性,为确定和优化齿轮的拓扑修形参数提供依据。建立修形内斜齿轮与标准外斜齿轮的啮合方程,基于数值模拟法研究砂轮廓形算法和砂轮修整原理,通过仿真进一步优化砂轮半径、安装角等工艺参数以消除磨削干涉。综合分析齿廓修形与齿向修形对传动性能的影响,试验研究内斜齿轮齿面拓扑修形方法。探索并完善修形内斜齿轮的成形磨削理论,对比试验修形内斜齿轮副行星传动的传动性能,为修形内斜齿轮传动副齿形设计和成形磨削提供理论依据和技术支撑。

项目摘要

为了提高斜齿行星传动的承载能力,减小传动噪声,本项目针对内斜齿轮齿面拓扑修形和硬齿面修形内斜齿轮成形磨削问题展开研究。. 本项目提出了基于成形磨削的内斜齿轮三维拓扑修形方法,建立了三维拓扑修形内斜齿轮齿面方程。根据建立的内斜齿轮副啮合传动模型,通过轮齿接触分析,分析了齿廓、齿向修形系数对内斜齿轮副传动误差与齿面接触迹线的影响。通过分析计算,得出在不同载荷和安装误差情况下内斜齿轮齿面不同时刻的接触印痕与接触应力变化曲线,以寻求齿向和齿廓修形的最佳匹配。详细研究了修形内斜齿轮的砂轮修形算法与砂轮廓形曲线拟合算法,并根据砂轮廓形反向求解斜齿轮端面齿形,探索了砂轮和齿轮相对位置误差对齿形误差的影响,提出齿形误差反向补偿策略,从而为修形内斜齿轮成形磨削软件的开发奠定了基础。项目还对成形磨齿机立柱和砂轮架的结构优化问题进行了分析。. 本项目在内斜齿轮的拓扑修形齿面设计、成形砂轮廓形修整、载荷和安装误差影响下内斜齿轮副的啮合分析方法、齿形误差补偿、机床部件动态性能分析等方面取得了多项研究成果。在国内外发表学术论文17篇,申报专利5项,计算机软件著作权3项,出版著作1部,获创新成果奖1项;培养博士研究生2名,硕士研究生11名。. 本项目以斜齿行星传动为对象,探讨了基于齿面承载接触分析的轮齿修形技术对斜齿行星传动性能的影响,探索了局部共轭斜齿行星传动副齿面生成原理以及成形磨削条件下的实现方法,为高性能斜齿行星传动系统的设计和制造提供理论依据和技术支撑。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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