齿轮啮合效率综述共37页

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2K—H型行星齿轮机构传动的啮合效率分析

2K—H型行星齿轮机构传动的啮合效率分析

解 它 的传 动 损 失 。 行 星 齿 轮 传 动 主要 有 如 下 四 种 损
失 :
1齿 轮 啮 合 运 动 副 的 摩 擦 损 失 , 相 应 的 效 率 ) 其
为 1c 1;
2轴 承 运 转 摩 擦 损 失 , 相 应 的 效 率 为 ) 其

3液 力 损 失 , 润 滑 油 的 搅 动 和 飞 溅 引 起 的 功 1 即
工 程技 术研 究与应 用 主 李艳 持:
J U N L FSC U NE GIE RN E H I^ o L GE O R A IH A N N E IG T C Nc Lc L E O
2— K H型行星齿轮机构传动的啮合效率分析
赵会 强,李晓亮
( 陕西法士特汽车传动工程研究院, 陕西 西安 70 1) 119
算方法。
[ 关键词 】 K H 2- 行星齿轮机构;啮合效率;啮合功率法
中图分类号- H 文献标识码 : 文章编号: K T 12 6 A C N字 0 — 0 (0 0 — 3 — 4 7 0 32 1 )4 0 1 0 1
An l sso e h n f ce c f a y i fM s i g Ef in y o i
2 K— P a e a a s iso H l n tGe r Tr n m s i n
Z a i in i a l n h oHuq a g L oi g Xi a
( out eg e ac Dp. haxFsA tDi ni en e a hnt t X’ ,hax 70 h a P dcDs n s h etSani a u re g e i Rs r ste in Sani 119 i ) r i Re , r t o vE n r g e c I i , a u , 1C n

齿轮啮合效率综述

齿轮啮合效率综述

由平均速度计算出来的摩擦 齿轮参数+润滑状态参数 系数不能实际的表征啮合过 (弹流)+载荷分布 程中瞬时的功率损失,因此 引进了弹流理论
齿轮参数+润滑状态参数+ 为了提高齿轮的传动平稳性, 载荷分布(大重合度) 往往斜齿轮设计过程中重合 度较大,因此大重合度的问 题也要进行研究
杨武山,廖汉元.直齿圆柱齿轮传动的啮合效率分 析.1998(22)
f=0.01-0.3
单齿啮合,认为Fn 为F=M0/R
由方程直接解析得 到 引入弹流理论耦合 求解
f采用平均速度的经 验公式得到 f通过试验或者计算 数据线性回归得到 f通过弹流理论进行 计算
多齿啮合,Fn=F/a
多齿啮合,Fn呈现 一个近似分布 引入弹流理论耦合 求解
L. Chang. Modeling and analusis of the meshing losses of involute spur gears in high-speed and high-load conditions. ASME. 2013(135)
齿轮参数( …+齿顶高系数, 由于工业中斜齿轮要比直齿轮 顶隙系数,法面压力角) 应用广泛,研究斜齿轮更具有 实际意义
由于斜齿轮在啮合过程中的重 齿轮参数+载荷分布 合度问题,使得在同时啮合的 轮齿承受的载荷会有一个分配 问题 齿轮参数+润滑状态参数+ 齿面间的润滑油会对齿轮啮合 载荷分布 的过程产生重要的影响,可以 通过平均速度的方法计算齿轮 间的摩擦系数
多齿啮合,Fn=F/a
多齿啮合,Fn呈现 一个近似分布 引入弹流理论耦合 求解
斜齿轮啮合周期内会交替出现 多种润滑状态,根据齿轮手册, 取: f=0.03-0.07

直齿圆柱齿轮啮合效率计算及其参数的选择_本科论文

直齿圆柱齿轮啮合效率计算及其参数的选择_本科论文

1 前言1.1 设计目的及意义随着现代化,工业化的不断发展,能源问题变得越来越严峻。

为了充分利用能源,节能降耗变得刻不容缓。

提高能源利用率,提高效率,减少浪费才是以后工业发展的方向。

工业发展就离不开机械效率的提高,所以机械效率的高低直接影响到机械性能的大小。

其根本还是要提高机械性能,节能降耗,促进经济的发展[1]。

现代工业利齿轮机构是应用最广泛的机构,要想提高机械性能,就应从齿轮机构着手。

所以提高齿轮啮合效率,就成了一个重要的课题,也是本设计的研究的目的。

以前传统的研究齿轮啮合效率的方法,是通过大量实验所得出的统计结果。

它是一个查表得过程,而且所得到的也是一个大体的范围,很不精确,有较大的误差。

而且选择效率的原则是以保证寿命和强度为目的,没有重视齿轮各种参数对啮合效率的影响,有很大的误差。

而且本设计兼顾了在非标准安装下齿轮啮合效率的计算及其参数的选择,这个具有很高的现实应用意义。

而且对齿轮各种参数对效率的影响使用matlab进行编程绘图,很直观的看出参数的影响。

另外,齿轮的制造精度和安装精度要求很高,安装的时候可能出现非标准安装的情况,所以本设计提供了这方面的计算依据。

综上,齿轮啮合效率计算及其参数的选择,这个课题的研究就越加重要了。

1.2 渐开线圆柱齿轮[15]1.2.1齿轮基本参数1.齿数z2.模数m因为分度圆周长πd=Zp,则分度圆直径为d=Zpp(1.1)由于π为一无理数,为了计算和制造上的方便,人为地把规定Pπ为有理数,即齿距P除以圆周率π所得的商称为模数,用m表示。

即m=Pπ(1.2)3.压力角:α通常说的压力角指分度圆上的压力角,用α表示。

•我国规定标准压力角α=20 4.齿顶高系数:h*a5. 顶隙系数:c *6.齿顶圆直径:*(2)a d z h =+(1.3) 7.齿根圆直径:**(22)a d z h c =-- (1.4)1.2.2渐开线齿轮正确啮合的条件一对渐开线齿轮传动时,他们的啮合点都位于啮合线N 1N 2上,因此要是齿轮正确的啮合传动,应使处于啮合线上的各对齿轮都同时进入啮合,为此两齿轮的法向齿距应相等。

新型内啮合S型齿轮啮合效率计算与分析

新型内啮合S型齿轮啮合效率计算与分析

2024年第48卷第3期Journal of Mechanical Transmission新型内啮合S型齿轮啮合效率计算与分析程洪业1贾超1方宗德2(1 福州大学机械工程及自动化学院,福建福州350108)(2 西北工业大学机电学院,陕西西安710072)摘要为了准确计算新型内啮合S型齿轮的啮合效率,引入了考虑轮齿表面滑差、润滑油状况及时变载荷等因素的弹流润滑时变摩擦模型;分析啮合齿面润滑机制,通过轮齿接触分析(Tooth Contact Analysis,TCA)及轮齿承载接触分析,计算了啮合齿面滑动摩擦因数及摩擦损失功率;在此基础上,获得内啮合S型齿轮啮合周期内的瞬时啮合效率和平均啮合效率,并给出了计算实例。

研究结果表明,在相同设计参数下,新型内啮合S型齿轮较渐开线齿轮有更高的啮合效率;经螺旋线修形后,新型内啮合S型齿轮的啮合效率有所提高且随修形量的增大而增大。

关键词新型内啮合S型齿轮轮齿接触分析轮齿承载接触分析啮合效率Calculation and Analysis of Meshing Efficiency of the New Internal S-gearsCheng Hongye1Jia Chao1Fang Zongde2(1 School of Mechanical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China)(2 School of Mechanical Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, China)Abstract In order to accurately calculate the meshing efficiency of the new internal S-gears, a time-vary‑ing friction model of the elastohydrodynamic lubrication is established considering the surface sliding of the gear tooth, lubricating oil condition and load. The lubrication mechanism of the meshing tooth surface is analyzed, and the sliding friction coefficient and friction loss power are calculated by tooth contact analysis (TCA) and loaded tooth contact analysis. On this basis, instantaneous meshing efficiency and average meshing efficiency of internal S-gears within one meshing cycle are obtained. The results show that the new internal S-gears have higher meshing efficiency than the involute gears under the same design parameters. The meshing efficiency of the new internal S-gears is improved after the tooth direction modification and increases positively with the tooth direction modification.Key words New internal S-gears Tooth contact analysis Loaded tooth contact analysis Meshing ef‑ficiency0 引言齿轮啮合效率是评价齿轮啮合性能好坏的重要指标之一,高效率的齿轮副有利于提高能源利用率,减少功耗损失和发热量。

齿轮啮合传动组成 -回复

齿轮啮合传动组成 -回复

齿轮啮合传动组成-回复齿轮啮合传动是一种常见的机械传动方式,它通过齿轮之间的啮合来传递动力和扭矩。

在各种机械设备和机械系统中都可以看到齿轮传动的身影,比如汽车变速器、工业机械、机床等。

本文将从齿轮的基本结构、齿轮啮合的原理以及传动的特点等方面逐步探讨齿轮啮合传动的组成。

一、齿轮的基本结构齿轮由齿轮轮毂和齿轮齿等组成。

齿轮轮毂是齿轮的主要部分,通常由金属材料加工而成,其外部形状与齿轮相对应。

齿轮齿是齿轮的关键部分,齿轮齿的形状一般为棱形或圆弧形。

根据齿轮齿的形状和齿轮轮毂的结构,齿轮可以分为直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮等多种类型。

齿轮的基本结构决定了其在传动过程中的特性。

二、齿轮啮合的原理齿轮啮合是指两个或多个齿轮的齿与齿之间互相啮合,完成动力传递的过程。

在齿轮啮合传动中,两个齿轮分别为驱动齿轮和从动齿轮。

当驱动齿轮旋转时,通过齿轮之间的啮合,从动齿轮也开始旋转。

齿轮啮合的原理主要包括啮合传递原理和啮合几何原理。

啮合传递原理是指齿轮齿与齿轮齿之间的相互啮合可以传递动力和扭矩。

啮合几何原理是指齿轮齿的形状和几何参数决定了齿轮啮合的特性,如齿数、模数、齿廓等。

三、齿轮传动的特点齿轮传动具有许多独特的特点,使其在各种机械传动中得到广泛应用。

1. 高效率:齿轮传动的传动效率通常在95以上,高于其他传动方式。

2. 精确传动比:通过改变齿轮齿的数量和规格,可以实现精确的传动比。

3. 转矩传递平稳:齿轮传动的转矩传递平稳,使其在对转矩要求较高的场合有优势。

4. 可靠性高:齿轮传动的结构简单,组装容易,且寿命较长。

5. 传动功率大:齿轮传动的耐磨损性好,可以传递较大功率。

四、齿轮啮合传动的组成齿轮啮合传动由驱动轴、从动轴、齿轮轮毂、齿轮齿等组成。

具体组成如下:1. 驱动轴:驱动轴通常是驱动齿轮所在的轴,它通过外部动力源(如电机、发动机)提供动力。

2. 从动轴:从动轴通常是从动齿轮所在的轴,它通过齿轮啮合传递驱动轴传递过来的动力。

齿轮啮合特性与强度分析的研究

齿轮啮合特性与强度分析的研究

南京航空航天大学硕士学位论文啮合特性与强度分析的研究姓名:陈鸿申请学位级别:硕士专业:机械设计及理论指导教师:朱如鹏2011-03南京航空航天大学硕士学位论文摘要面齿轮传动具有很多独特的优点,尤其是在高速重载的场合。

本文主要对非正交面齿轮传动的啮合特性与强度进行分析。

在本文中,推导出非正交面齿轮的齿面方程,并且推导出两种刀具所生成的非正交面齿轮齿根过渡曲面方程。

根据生成齿面方程,编制MATLAB程序对非正交面齿轮齿廓进行仿真。

为了分析安装误差对非正交面齿轮传动接触轨迹的影响,建立考虑轴交角、轴交错、轴向偏移三个安装误差的非正交面齿轮传动坐标系。

推导相应的接触轨迹方程,分析不同安装误差对传动中非正交面齿轮接触轨迹的影响。

通过得到的接触轨迹,对非正交面齿轮的接触点曲率进行计算,得出接触点处的主方向。

由于齿面弹性,接触形式由点接触扩展成椭圆。

本论文中求出扩展成的接触椭圆半径。

同时对非正交面齿轮传动中齿面的相对速度进行计算,基于H.Block理论,建立了非正交面齿轮传动的齿面瞬时接触温度的计算公式。

最后,用CATIA对非正交面齿轮进行建模,主要介绍几种非正交面齿轮的建模方法,利用对CATIA进行二次开发,得出非正交面齿轮的齿面,得出非正交面齿轮的模型。

然后利用ANSYS对不同参数影响下,对非正交面齿轮齿根弯曲应力进行计算,并分析这些参数对弯曲应力的影响。

关键词:非正交面齿轮,接触轨迹,接触应力,温升公式,弯曲应力I非正交面齿轮传动啮合特性与强度分析的研究IIAbstractFace gear drive has many unique advantages, especially in high-power and high-speedapplications. This paper analyzes the engagement characteristic and stress of non-orthogonal face gear drive.In this paper, the equation of non-orthogonal face gears was performed, then two different gear cutters were used to derive the equation of root-surfaces, and the profile of non-orthogonal face gear was simulated by MATLAB program.For the purpose of analysis the influence of assembly errors on contact trace of non-orthogonal face gear drive, three coordinate systems was established consider these three errors: angle error,intersected axis error,axis shift error. The equations of contact path which considered these three errors was derived, then analysis the influence of assembly errors on contact path of non-orthogonal face gear drive according these equations. Due to the elasticity of tooth surfaces, the instantaneous contact of surfaces at a point is spread over an elliptical area. The goal of this paper is to determine the dimensions of the contact ellipse. And the relative velocity of non-orthogonal face gear was calculated. Based on the H.Block theory, a method for calculating the transient contact temperature of a non-orthogonal face gear was presented.Finally, the non-orthogonal face gear can be modeled by CATIA, some different methods of modeling was introduced, re-development CATIA based-on , formulated the surface of non-orthogonal face gear, getting the model of non-orthogonal face gear by operate the surface. Then the bending stress of the non-orthogonal face gear in different parameter was get by ANSYS, analysis the influence of these parameters on the bending stress of non-orthogonal face gear.Keywords Non-orthogonal face gears; Contact path; Tooth contact analysis; Temperature; Bending stress南京航空航天大学硕士学位论文图清单图1.1扭矩分解的实例 (3)图2.1刀具和非正交面齿轮的位置关系 (6)图2.2非正交面齿轮加工的坐标系 (6)图2.3刀具渐开线齿面的描述 (7)图2.4齿顶圆弧示意图 (11)图2.5非正交面齿轮的齿廓仿真 (13)图2.6两种齿根情况的对比 (13)图2.7局部放大图 (14)图3.1点接触非正交面齿轮传动原理图 (15)图3.2刀具S与非正交面齿轮2的位置关系 (16)图3.3圆柱齿轮在不同压力角下的接触轨迹图 (20)图3.4非正交面齿轮传动安装误差的描述 (21)图3.5当考虑安装误差影响时的接触轨迹仿真 (23)图4.1曲面的映射 (24)图4.2坐标曲线的切线 (25)图4.3圆柱齿轮1在接触点处的主曲率 (27)图4.4受轴交角误差影响时的非正交面齿轮主曲率变化 (28)图4.5受轴交错误差影响时的非正交面齿轮主曲率变化 (28)图4.6受轴向偏移误差影响时的非正交面齿轮主曲率变化 (29)图4.7两弹性体的接触 (30)图4.8受轴交角误差Δγ影响时的接触应力图 (33)图4.9受轴交角误差Δγ影响时的接触椭圆图 (35)图4.10受轴交错误差Δa影响时的接触应力图 (35)图4.11受轴交错误差Δa影响时的接触椭圆图 (36)图4.12受轴向偏移误差Δz影响时的接触应力图 (37)图4.13受轴向偏移误差Δz影响时的接触椭圆示意图 (38)图5.1两共轭曲面的运动 (39)图5.2不同齿数差时非正交面齿轮齿面的相对速度 (41)图5.3当模数不同时非正交面齿轮齿面的相对速度 (42)图5.4当圆柱齿轮1的压力角不同时非正交面齿轮齿面的相对速度 (42)V非正交面齿轮传动啮合特性与强度分析的研究VI 图5.5接触区热量分布 (44)图5.6单元热源对N点的作用 (45)图5.7不考虑安装误差时接触点处温升图 (45)图5.8轴交角误差影响下接触点处的温升示意图 (46)图5.9轴交错误差影响下接触点处温升示意图 (46)图5.10轴向偏移误差影响下接触点处的温升示意图 (46)图6.2非正交面齿轮参数化建模的主界面 (50)图6.3齿顶圆弧的基本参数 (51)图6.4非正交面齿轮加工时的安装位置图 (51)图6.5非正交面齿轮一个齿面上的坐标点图 (52)图6.6由坐标点生成的样条曲线图 (52)图6.7生成的单个齿的齿面 (53)图6.8生成的包括一个齿的封闭曲面 (53)图6.9由封闭曲面生成的单齿的模型 (53)图6.10非正交面齿轮全齿几何模型图 (54)图6.11非正交面齿轮三齿有限元模型 (55)图6.12施加载荷后所得的应力云图 (56)图6.13弯曲应力受模数的影响 (58)图6.14弯曲应力受压力角的影响 (58)图6.15弯曲应力受刀具齿数的影响 (58)表清单表4.1受轴交角误差影响的非正交面齿轮接触椭圆长、短轴半径 (33)表4.2受轴交错误差影响的非正交面齿轮接触椭圆长、短轴半径 (35)表4.3受轴向偏移误差影响的非正交面齿轮接触椭圆长、短轴半径 (36)表6.1进行分析时所用的参数列表 (55)表6.2经过正产试验设计后需要进行分析的算例 (56)表6.3非正交面齿轮弯曲应力值 (57)表6.4计算结果分析 (57)南京航空航天大学硕士学位论文注释表a o 过渡圆弧圆心横坐标值αs刀具的压力角b o 过渡圆弧圆心纵坐标值γ轴间角b中心距γ11,γ12密度c1,c2比热θ1 圆柱齿轮齿面角度参数e11,e12圆柱齿轮的主方向θs 刀具齿面角度参数e21,e22面齿轮的主方向ξ比例系数f 摩擦系数ρx接触椭圆长轴半径m s模数ρy接触椭圆短轴半径n1圆柱齿轮齿面法线σ1,σ2齿面滑动率n2面齿轮齿面法线φ2 面齿轮的转角n s刀具齿面法线φs 刀具的转角q s2 传动比ω1 圆柱齿轮的角速度r o 刀具齿顶过渡圆弧半径ωs 刀具的角速度u1 圆柱齿轮齿面轴向参数φ1圆柱齿轮的转角u s 刀具齿面轴向参数Δa轴交错误差v1,v2齿面相对速度Δz轴向偏移误差v(s,2), v(1,2)齿面间的相对速度Δγ轴交角误差K11,K12圆柱齿轮的法曲率∑1 圆柱齿轮齿面K21,K22面齿轮的法曲率∑2 面齿轮的齿面N1 圆柱齿轮齿数∑g 面齿轮的齿根曲面N2 面齿轮齿数∑s 刀具齿面N s 刀具齿数Φmax瞬时温升α1圆柱齿轮的压力角VII承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

行星齿轮传动啮合效率分析

行星齿轮传动啮合效率分析

者来说 ,很难把握好在给定的范围中选取一个恰当的
值. 对于行星齿轮传动 ,尤其是多级齿轮传动的啮合效
率的计算必将产生较大的误差 ,因此 ,如何精确地计算
η m
是相当重要的
.
目前常用的计算公式没有考虑齿轮
传动升速和减速的区别 , 即没有考虑哪个齿轮做主动
轮的问题. 本文将引用“啮入重合度 ”和“啮出重合度 ”
关的系数 ; ha3 ≤m 时 , f = 2. 3; ha3 = ( 1~1. 8 ) m 时 ,
f = 3. 1. 以上两种公式中 ,两角宗晴的公式较为精确. 而我
国工程技术人员采用库德略夫采夫公式的居多 [1 ]. 然而 ,由上述公式计算得出的结果表明 :当齿轮尺
寸固定时 ,一对齿轮传动在升速和减速时的基本啮合 效率是一样的. 而在实验中所测得的升速和减速时啮 合效率是存在差异的. 其主要原因包括 2 个方面 : 1 ) 当选取不同齿轮作主动轮时 , 啮入重合度和啮出重合 度互相交换 ,摩擦力矩的方向也相互交换. 根据节点在 啮合线的位置 , 啮入和啮出重合度一般不相等. 2 ) 没 有准确考虑多齿啮合时载荷在齿对间的分配问题 , 而 是把载荷均匀分配在接触齿对间. 为了准确计算行星 齿轮机构的啮合效率 , 本文采用以节点位置为基础的 分段积分方法推导出直齿轮和斜齿轮在升速和减速时
-
ε A
-
ε R
+ 1) ,
(7)
tn是齿轮的端面齿距 ; RkP和 RkG分别是外齿轮和 内齿轮的齿顶圆半径.
采用相同的推导过程 , 可以得到内啮合传动在减
速时基本啮合效率的计算公式 :
η 0
=1
-
RgP
μZP tn ( 1 / ZP - 1 / ZG ) f (ε1 )

齿轮传动系中啮合相位关系_概述说明以及解释

齿轮传动系中啮合相位关系_概述说明以及解释

齿轮传动系中啮合相位关系概述说明以及解释1. 引言1.1 概述齿轮传动系统作为一种常见的机械传动方式,广泛应用于各个行业中。

在齿轮传动系统中,齿轮之间的正确啮合相位关系对于传递扭矩和保证传动的稳定性至关重要。

因此本文旨在概述和解释齿轮传动系统中的啮合相位关系。

1.2 文章结构本文主要分为五个部分,包括引言、正文、主要要点1、主要要点2以及结论。

首先,在引言部分将进行相关背景介绍,并提出文章的目的和重要性。

接着,正文部分将简单介绍齿轮传动系统的基本原理,并重点讨论啮合相位关系在其中所起到的作用。

然后,在主要要点1和主要要点2中,我们将详细说明和阐述两个与啮合相位关系相关的主题问题,并给出具体解释。

最后,在结论部分对文章内容进行总结,并展望未来研究方向。

1.3 目的本文旨在帮助读者全面了解齿轮传动系统中啮合相位关系的概念、重要性以及计算方法。

通过深入理解啮合相位关系,读者可以更好地应用和设计齿轮传动系统,提高传动效率和稳定性。

此外,本文还试图为未来相关研究提供一个发展方向和思路。

2. 正文:2.1 齿轮传动系统简介齿轮传动是一种常见的机械传动方式,通过两个或多个啮合齿轮之间的相互转动来实现功率传递。

它被广泛应用于各种机械装置中,如汽车发动机、工业机械等。

齿轮传动系统由各种不同类型和规格的齿轮组成,其中每对啮合齿轮的相位关系对于传动系统的性能至关重要。

2.2 啮合相位关系的重要性在齿轮传动系统中,啮合相位关系指的是两个啮合齿轮之间角度位置的差异。

这个角度差决定了齿轮之间的运动速度和方向,直接影响到传动效率、噪音水平和寿命等方面。

正确地控制和调整啮合相位关系可以提高传动效率、减小噪音以及延长齿轮寿命。

2.3 啮合相位关系的计算方法计算啮合相位关系通常涉及到确定齿轮基圆直径、模数(或分度圆直径)、法向距等参数。

一个常用的方法是根据齿轮的模数和齿数来计算齿轮的规格参数,然后基于这些参数计算啮合相位关系。

在计算过程中,需考虑到齿廓修正、啮合角系数等因素对最终结果的影响。

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