准双曲面齿轮设计计算

基于Excel、Matlab与UG的准双曲面齿轮精确建模研究

基于Excel、Matlab与UG的准双曲面齿轮精确建模研究准双曲面齿轮是一种特殊的齿轮，在机械传动领域中广泛使用。

准双曲面齿轮的特点是具有精确的啮合性能、传动能力强等优点。

因此，如何精确地建模准双曲面齿轮对于机械设计非常重要。

本文将介绍使用Excel、Matlab和UG软件进行准双曲面齿轮精确建模的研究。

首先，我们在Excel中建立了准双曲面齿轮的基本几何参数模型，包括齿轮的模数、齿数、压力角、齿宽等参数。

然后，通过Matlab编写程序，利用几何算法生成齿面曲线。

在程序中，我们使用了双曲线函数来描述准双曲面齿轮的齿面曲线。

通过调整参数，可以得到精确的齿面曲线。

接下来，我们将生成的齿轮齿面曲线导入到UG软件中进行建模。

首先，我们生成一个旋转体，即齿轮的基本体形。

然后，在基本体形上使用齿轮齿面曲线进行网格划分，从而得到具有精确齿形的齿轮模型。

通过使用Excel、Matlab和UG软件进行准双曲面齿轮精确建模，我们成功地解决了传统建模方法中难以精确建模的问题。

这种方法具有如下优点：1. 精度高。

利用双曲线函数生成齿面曲线，可以得到精确的齿形。

通过将齿面曲线导入到UG软件中，可以获得具有高精度的齿轮模型。

2. 灵活性好。

齿轮的基本几何参数模型可以根据需求灵活调整。

齿面曲线也可以通过调整参数进行优化，得到更加精确的齿形。

3. 使用方便。

本方案基于Excel、Matlab和UG软件，这些软件都是非常常用的工具。

因此，使用本方案进行准双曲面齿轮建模相对于其他方法更加容易上手。

综上所述，通过Excel、Matlab和UG软件进行准双曲面齿轮精确建模，可以得到具有高精度、灵活性好和使用方便等优点的齿轮模型。

这种方法可以被广泛应用于机械设计和制造领域。

数据分析是对已有数据进行收集、处理、分析、解释、推断以及展示等一系列过程的总称，是在统计学和数据挖掘等领域中常用的方法。

在现代社会，各行各业都需要利用数据分析来支持决策和管理。

汽车单级主减速器及差速器的结构设计与强度分析毕业论文

汽车单级主减速器及差速器的结构设计与强度分析毕业论文第一章绪论1.1 选题的背景与意义通过学校的实习我对汽车的构造及各总成的原理有了一定的了解，同时结合以前课堂学习的理论知识，对于进行汽车一些总成的设计有了一定的理论基础，现选择课题内容为对BJ2022汽车的使用性能的驱动桥（主减速器及差速器）进行设计。

通过本课题可以进一步加深对汽车构造、汽车设计及汽车各总成的工作原理，特别是本课题驱动桥中的主减速器及差速器与半轴的认识和了解；同时经过设计过程，了解学习一些现代汽车工业的新设计方法及新技术，对于即将从事汽车行业工作的我也是一种锻炼，为即将的工作做铺垫。

1.2 研究的基本内容1.2.1 主减速器的作用汽车传动系的总任务是传递发动机的动力，使之适应于汽车行驶的需要。

在一般汽车的机械式传动中，有了变速器还不能解决发动机特性与汽车行驶要求间的矛盾和结构布置上的问题。

而主减速器是在汽车传动系中起降低转速，增大转矩作用的主要部件。

当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。

它是依靠齿数少的齿轮带齿数多的齿轮来实现减速的，采用圆锥齿轮传动则可以改变转矩旋转方向。

汽车正常行驶时，发动机的转速通常比较高，如果将很高的转速只靠变速箱来降低下来，那么变速箱内齿轮副的传动比则需要很大，齿轮的半径也相应加大，也就是说变速箱的尺寸会加大。

另外，转速下降，扭矩必然增加，也加大了变速箱与变速箱后一级传动机构的传动负荷。

所以，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器，可以使主减速器前面的传动部件，如变速箱、分动器、万向传动装置等传递的扭矩减小，同时也减小了变速箱的尺寸和质量，而且操控灵敏省力。

1.2.2 主减速器的工作原理从变速器或分动器经万向传动装置输入驱动桥的转矩首先传到主减速器，主减速器的一对齿轮增大转矩并相应降低转速，以及当发动机纵置时还具有改变转矩的旋转方向。

1.2.3 国内主减速器的状况现在国家大力发展高速公路网，环保、舒适、快捷成为汽车市场的主旋律。

弧齿锥齿轮与准双曲面齿轮设计与制造的现状

弧齿锥齿轮与准双曲面齿轮设计与制造的现状张金良邓效忠郭强魏冰阳方宗德471003 河南科技大学471004 中国一拖集团有限公司通配厂710072 西北工业大学摘要在大量查阅和研究的基础上,对国内外有关弧齿锥齿轮与准双曲面齿轮的设计、接触性能分析、制造技术的最新研究动态做了介绍,并对今后的研究作了展望。

Abstract An introduction on design,mechanical analysis,manufacture technology and nonlinear oscillation analysis of spi ral bevel and hypoid gears is presented,and future research field is pointed out.关键词:弧齿锥齿轮准双曲面齿轮齿面接触分析设计制造技术引言随着计算技术、信息技术以及基础科学的进步,弧齿锥齿轮与准双曲面齿轮传动技术近年来也有很大的发展,新的设计理念、加工方法、实验测试技术不断涌现,并朝着高速、重载、轻质的方向发展。

锥齿轮的齿面形式完全由加工机床所决定,传统的曲线齿锥齿轮的加工机床主要有3种,即Glea son、Klingelnberg和Oerlikon机床,目前应用最为广泛的是Gleason制机床,因此,本文主要以Gleason制为介绍的主要内容。

1 设计及接触分析研究现状传统的Gleason技术[1]是以局部共轭原理为基础的。

首先切出大轮齿面,然后选取一计算参考点,求出与大轮齿面做线接触的小轮齿面在参考点处的位置、法向量以及法曲率等一阶、二阶接触参数,然后根据要求修正小轮齿面在参考点处的法曲率,并以此为基础来确定小轮切齿调整参数。

由此可见,修正小轮齿面在参考点处的法曲率是弧齿锥齿轮与准双曲面齿轮技术的关键和难点,并且修正后的齿面啮合性能只能通过试切滚检或通过仿真分析后才能知道。

中文翻译-准双曲面齿轮构件的生成和几何基准面滚齿齿数的统一深度

准双曲面齿轮构件的生成和几何基准面滚齿齿数的统一深度F. L.利特温，* WS蒋，* C.冠，* M. LUNDY 和WJ TSUNG（初稿于1989年8月23日，终稿于1990年8月15日）摘要—作者描述了的准双曲面齿轮的生成方法以及滚齿面均匀的深度和刀具的几何形状和齿面方程，而且有必要用计算机检测齿轮齿面的三坐标方程，用于生成模具并锻造齿轮，并把部分的准双曲面齿轮传动的啮合和接触用计算机仿真输入数据。

1.简介HYVOlD齿轮在汽车行业得到广泛应用。

它是由格里森（美国）和欧瑞康（瑞士）公司联合设计制造的。

准双曲面齿轮在传动设计之间的交叉轴的运动是不断变换。

在小齿轮和大齿轮的基准表面间距锥体是相切点P（间距点）的固定坐标系（图1）。

一般，准双曲面齿轮的旋转轴成90°角。

旋转轴线之间的最短距离是指定由E点和O1和O2之间的间距锥的顶点。

间距锥相切的平面（俯仰平面）穿过间距锥体的顶点和节距P点，最短距离E，小齿轮和大齿轮角速度ω1和ω2；d1和d2决定了位置顶点的间距锥体O1和O2相对于齿轮最短距离。

准双曲面齿轮的有两种类型：（i）锥形齿，及（ii）齿均匀的深度，它们分别产生：（i）该面研磨的方法，并（ii）滚齿齿面。

面对研磨的方法根据该应用程序，其生成面是一个圆锥体，是锥形齿。

每个齿（有时甚至是齿的每一侧）单独生成和索引的生成所需的下一个齿。

该齿轮齿面是工具表面的包络线。

唯一的例外是甲酸切齿轮的表面与刀具表面重合。

滚齿面加工的方法是基于齿轮的齿面的产生由两个精加工刀片。

齿面代表一族的曲线（直线）生成叶片的形状。

其齿面齿向深度是统一的。

该理论的产生是数学描述的准双曲面齿轮，Gleason[1]及利特温等人[2]一直深入研究锥齿面。

利特温[3]对包络曲面测定的方法进行了讨论。

该理论的产生的滚齿表面的数学表示为准双曲面齿轮并未在文献中发表。

有几个原因说明为什么在用于制造时用数学表示的准双曲面齿轮齿表面是很重要的，而且具有高的精确度：图一关于准双曲面齿轮节锥图2 准双曲面齿轮节平面（1）必要时它将对机床进行优化设置，为了降低传输的差错（它们会导致振动），并提供可以通过电脑模拟的啮合一个适当的轴承接触，齿轮的齿接触时连续相切的曲面分析，这意味着齿轮的齿面在任何瞬时点接触[3]时必须有一个共同的位置矢量和eollinear法线，（2）变形的齿轮齿面，他是必要的以补偿热处理的方式来处理因为机床设置错误而引起的齿轮齿面失真，以生成从该组齿轮的第一齿轮的齿面为例是检查坐标测量机[2，4，5]。

实用齿轮设计计算手册

实用齿轮设计计算手册
《实用齿轮设计计算手册》是一本专门针对齿轮设计与计算的实用工具书。

它包含了与齿轮设计有关的各种资料、标准和规范，为从事齿轮机构设计与应用的技术人员提供了全面的指导。

该手册的内容主要包括以下方面：
1. 齿轮传动的类型：包括渐开线圆柱齿轮传动、星形齿轮传动、锥齿轮和准双曲面齿轮传动、蜗杆传动、2K-H型和3K型行星齿轮传动、渐开线少齿差行星齿轮传动、摆线针轮行星传动、销齿传动以及小模数齿轮传动等。

2. 齿轮常用材料及热处理：这部分内容主要介绍了各种常用的齿轮材料以及其热处理方法，以帮助读者根据不同的应用需求选择合适的材料。

3. 齿轮减速器的设计计算：这部分内容提供了详细的齿轮减速器设计计算步骤和方法，包括减速器的结构、传动比计算、齿轮强度计算、轴的强度计算等。

此外，手册还强调了科学性、先进性和实用性，旨在为读者提供最新、最实用的齿轮设计与计算方法。

同时，手册还注重理论与实践相结合，通过丰富的实例和案例分析，帮助读者更好地理解和掌握齿轮设计与计算的技巧。

总的来说，《实用齿轮设计计算手册》是一本非常实用的工具书，适用于从事齿轮机构设计与应用的技术人员，以及大中专院校相关专业的师生。

无论您是工程师还是学生，都可以从这本手册中获得宝贵的齿轮设计与计算知识和经验。

准双曲面齿轮实际齿面接触分析与调整计算

2023年第47卷第4期Journal of Mechanical Transmission准双曲面齿轮实际齿面接触分析与调整计算韩昆朋1杨建军2（1 新乡职业技术学院数控技术学院，河南新乡453000）（2 河南科技大学机电工程学院，河南洛阳471039）摘要为了对准双曲面齿轮实际齿面的接触区进行调整修正，基于齿面测量结果，对大、小轮齿面进行了双三次样条曲面拟合。

采用齿面点二维黄金分割加密方法，编制了离散齿面接触分析算法，获得了实际齿面的啮合信息和接触印痕调整参数，为机床加工参数的反调修正提供了依据。

对某车桥准双曲面齿轮副进行了实际齿面滚检试验，仿真分析与实际滚检结果基本一致，验证了所提出算法的可行性和正确性。

关键词准双曲面齿轮接触印痕齿面加密干涉Tooth Contact Analysis and Adjustment Calculation of Real ToothSurfaces of Hypoid GearsHan Kunpeng1Yang Jianjun2（1 School of Numerical Control Technology, Xinxiang Vocational and Technical College, Xinxiang 453000, China）（2 School of Mechatronics Engineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471039, China）Abstract For the purpose of adjusting the calculation of the contact pattern of real hypoid gears, the double third-power spline surface is used for fitting tooth surfaces of pinions and gears accurately according to the measurement results of the gear surface. Based on the two-dimension golden section method for increasing the density of gear grid mesh points, the contact analysis algorithm for discrete real gear surface is established to carry out the contact information of real gear surface and adjust parameters of contact patterns, which is applied for adjusting of machining-tool settings conveniently. In the end, a hypoid gear pair of automobile driving axles is used to verify the feasibility and correctness of the proposed algorithm by rolling tests, which shows that the contact pattern by discrete tooth contact analysis is consistent with the real rolling test.Key words Hypoid gear Contact pattern Tooth surface refinement Interference0 引言准双曲面齿轮具有重合度大、传动平稳等特点，广泛应用于车辆驱动桥传动中。

准双曲面齿轮参数化计算程序

为计算小轮节圆中点分度圆半径需要先按式
(5)确定小轮扩大系数 K c 。
10
机电技术 K c cos ' sin ' tan m10 小轮节圆中点分度圆半径按照式(6)确定:
2012 年 12 月
(5)
tan 2
sin cos tan sin tan
K c cos ' 1 cos '
2.2
刀盘半径核算子程序
m11 arctan
(11)
准双曲面齿轮副设计时大轮和小轮之间需要满足啮合方程 , 在基本参数输入子程序中初步选定了刀盘名义半径,当刀盘名义半径不合适时,大轮和小轮之间是无法满足啮合方程的 , 为此需要进行刀盘半径核算。要求计算出的刀盘半径和选定的刀盘名义半径之间误差不超过 1%,通过计算齿线中点曲率半径与名义刀盘半径进行比较 , 根据比较结果决定计算流程。
(13)
z1 , z 2 , b2 , E
d e2 r0
(14)
计算出 1 后可以进行第二次修正 , 第二次修正时小轮螺旋角 m12 为: K K cos ' m12 arctan c sin '
Z1 和大轮齿数 Z 2 。大轮齿宽 b2 一般选择为小于
等于外锥距的30%。大轮分度圆直径 d e 2 参考文献 [2] 按照齿面接触强度和齿根抗弯强度有关式子确定。选定大轮分度圆直径后,可以按照设计手册选取刀盘名义半径 r0 。大轮分锥角按式(1)初选:
1
Pro/Toolkit应用程序开发简介
2
几何参数计算程序
1 2 '
sin ' E sin 2 rm 2

准双曲面齿轮的设计 ppt

准双曲面齿轮
弧齿锥齿轮
图 2.1 准双曲面齿轮与弧齿锥齿轮对比
同等条件下准双曲面小轮比弧齿锥齿轮小轮大得多。
2. 准双曲面齿轮概述
优点：优点： 3) 比弧齿锥齿轮传动的重叠系数更大，传动更加平稳，而且齿面所受的正压力小。 4) 轴线位置的偏置，使传动在空间的布置具有了更大的自由度。如下偏可以用于降低汽车的重心增加平稳性；也可以用来增加车身的高度，增加汽车的越野性。
小相等、符号相反。为了使极限曲率半径符合标准刀盘尺寸，可以改变原设的大轮偏置角 ε值。
5.准双曲面齿轮的设计过程
• 如果螺旋角不满足要求，通过改变r1 如果螺旋角不满足要求，通过改变r 来满足 • 如果极限曲率半径不符合标准刀盘尺寸，通过改变小轮轴截面偏置角η 尺寸，通过改变小轮轴截面偏置角η 来满足 • 过程通常由计算机叠代完成
cos β 2 R1 sin δ 1 z2 r1 z2 = × = × cos β1 R2 sin δ 2 z1 r2 z1
r1 、r2 确定之后，不同的螺旋角可以适应不同的传动比, 因此对于给定的传动比准双曲面齿轮的节锥并不唯一，轮齿法线可以在任意方向垂直于轮齿切线，因此压力角可以自由选取。
E tgη1 = ' ' r2 (tgδ2 sinΣ + cosΣ) + r1
给定大轮刀盘半径 r0=d2/(2sinδ2’)
三.准双曲面齿轮的初始参数的选取
•齿坯设计需输入的初始参数
1. 齿数的选取
• 对于准双曲面齿轮，虽然齿数可任意选定，但在一般情况下，小轮的齿数不得小于5，小轮与大轮的齿数和应不小于40，且大轮齿数应与小轮齿数之间避免有公约数。表2.1为格里森推荐的不同传动比下小轮的最少齿数。若是设计汽车用的准双曲面齿轮，则小轮齿数可以选得较小。对于格里森调整卡和计算程序都作了以上限制，突破上述范围将不能进行设计计算。也有突破以上齿数限制设计的方法，比如“非零变位”设计，小轮齿数可小到2~3齿的。

第五讲TCA分析

七. 研齿对啮合噪声的影响
表 5.4 研齿前后齿轮副啮合噪声均值对比（环境噪声<42 dB）
编号
399 902 419
小轮转速（转/分）大轮载荷（Nm）平均噪声值对比（dB）平均噪声值对比（dB）平均噪声值对比（dB）
1,800 60
82.5/82.0 82.0/80.0 81.0/78.0
凸面
图5.8齿轮副399#研磨后小轮齿形误差网格图
六. 研齿对轮齿精度的影响
表 5.2 研齿前后螺旋角与压力角误差对比（*表示相应误差增加）
编号
误差项
小轮
螺旋角误差
大轮
相对值
399 小轮
压力角误差
大轮
相对值
螺旋角误差
小轮大轮
相对值
902 压力角误差
小轮大轮
相对值
小轮
螺旋角误差
-3.616
-14.1
-5.533
六.研齿对轮齿精度的影响
编号 399 902 419
表 5.3 研齿前后齿轮副齿距误差对比（*表示相应误差增加）
误差项
总的分度误差最大齿距误差最大齿距累积误差总的分度误差最大齿距误差最大齿距累积误差总的分度误差最大齿距误差最大齿距累积误差
误差值 [研前/研后 m]
大轮
相对值
419 小轮
压力角误差
大轮
相对值
误差值（分）
正车面
反车面
研前
研后
研前
研后
-19.53 -2.153
-10.633 -1.383
10.47 1.562
6.95 3.933*

双曲面齿轮

gl(x)=
(1+i
o)x
4-
40≥0g2(x)=
60-
(1+i
o)xห้องสมุดไป่ตู้
4≥O g3(x)=
10x
2-x
3≥O g4(x)=
0.2i
ox
2x
4-x
5≥0g5(x)=≥0g6(x)=≥0g7(x)=≥0g8(x)=≥0
5双曲面齿轮设计算例低噪声双曲面齿轮的优化设计在某车型上的应用。
输入主减速比
5．125、主动齿轮齿数
根据双曲面齿轮传动理论，齿轮副的啮合噪声随齿面重叠系数的增大而降低。根据德国尼曼教授的计算公式，齿轮啮合噪声的声压级与重叠系数的4次根成反比。一位日本学者提出了齿面重叠系数与双曲面齿轮的啮合噪声之间的定量关系，并指出当齿面重叠系数为
1．95时，双曲面齿轮的啮合噪声最低。实践也证明。当双曲面齿轮的齿面重叠系数达到
8、主减速器齿轮副的传动效率
0.9、载荷分配系数
1.2、动载系数
1.0、主从动齿轮中点螺旋角的平均值
0．727789rad、铣刀盘名义半径
76.2mm、齿轮法向平均压力角
0．392699rad等第一、第二组基本参数，运行程序，输出优化值。以下为部分优化值。
优化计算结果
BATA=
0．742 263
F=
2的20％，即：
E≤
0.2d2(4)对轮齿的弯曲应力和接触应力的要求
要求双曲面齿轮轮齿弯曲应力和接触应力满足以下各式:
=≤[
σwcm]
σwca=≤[
σwca]
σwzm=≤[
σwzm]
σwza=≤[
σwza]
σjm =≤[
σjm]

MASTA培训手册 - 螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮设计、校核和优化

MASTA 培训手册:螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮设计、校核和优化MASTA 5.4版商业机密目录1介绍 (3)2在MASTA设计中添加螺旋锥/准双曲面齿轮副 (4)2.1在设计中添加一个螺旋锥齿轮副 (4)2.2在设计中定位螺旋锥齿轮副 (4)2.2.1方向 (5)2.2.2转角 (7)3把Gleason尺寸参数表输入到一个螺旋锥齿轮副设计 (9)3.1定义节锥 (9)3.2定义齿形属性 (11)3.3定义面锥和根锥 (13)3.4定义螺旋角 (14)3.5定义齿厚 (14)3.6定义旋向 (17)3.7刀尖圆角半径 (17)3.8重合度 (17)3.9几何系数 (18)4在MASTA中设计一个螺旋锥齿轮副 (19)4.1齿轮速比和节锥尺寸 (19)4.2选择螺旋角 (21)4.3压力角 (21)4.4大轮刀盘半径 (22)4.5定义齿形属性 (22)4.5.1AGMA和齿顶高/齿高系数定义 (22)4.5.2Gleason系数定义 (23)4.6齿形收缩 (24)4.7定义齿厚 (24)4.7.1齿厚定义的方法 (24)4.7.2侧隙 (25)4.8定义旋向 (26)5把Gleason尺寸参数表输入到一个准双曲面齿轮副设计 (27)5.1定义节锥 (28)5.2定义齿形属性比例、面和根锥角 (32)5.2.1定义齿厚 (33)5.3定义旋向 (34)5.4刀尖圆角半径 (34)5.5重合度 (35)5.6几何系数 (35)6螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮材料 (36)6.1锥齿轮材料数据库窗口 (36)6.2默认锥齿轮材料 (37)6.3自定义锥齿轮材料 (39)7螺旋锥齿轮校核 (41)7.1接触校核 (42)7.2弯曲校核 (47)8螺旋锥/准双曲面齿轮宏观参数优化 (50)8.1载荷谱列表 (51)8.2优化目标 (51)8.3优化变量 (52)8.3.1螺旋锥齿轮优化变量 (52)8.3.2准双曲面齿轮优化变量 (53)8.4其它设置 (53)8.5优化结果和结果选项卡 (54)8.6多优化运行 (55)8.7添加一个优化的设计到MASTA模型中 (56)1介绍MASTA能够建立各种类型的齿轮。

准双曲面齿轮和螺旋锥齿轮设计的统一算法

准双曲面齿轮和螺旋锥齿轮设计的统一算法准双曲面齿轮传动是锥齿轮传动中的普遍形式，螺旋锥齿轮是它的一种特殊情况.当准双曲面齿轮的偏置距E12=0时，就成为螺旋锥齿轮传动.在外形和加工方法上，准双曲面齿轮与螺旋锥齿轮无本质区别，切齿计算方法差别也不大［1，2］.在实际设计中，它们的几何计算方法却不相同.当偏置距E12趋近于零时，现行的准双曲面齿轮的几何计算公式误差增大，甚至失效.因此螺旋锥齿轮设计的几何计算不能采用准双曲面齿轮几何计算公式和计算方法.在CAD软件开发中必须对这两种锥齿轮分别进行处理. 作者提出一种适合于准双曲面齿轮和螺旋锥齿轮设计的统一几何计算方法，其特点是当偏置距E12较大时，它与准双曲面齿轮现行计算结果一致；当偏置距E12为零时，得到正确的螺旋锥齿轮几何参数；当E12较小时，计算误差很小.因此在锥齿轮CAD软件开发中，可将这两种锥齿轮甚至包括直齿锥齿轮统一处理.1 分度锥参数基本公式准双曲面齿轮与螺旋锥齿轮几何计算中最大的区别在于分度锥参数的确定方法.分析现行准双曲面齿轮几何计算公式可知，当偏置距E12趋近于零时，齿轮的偏置角η，ε，ε′也趋近于零，因而导致公式计算误差增大甚至失效.作者在分析过程中发现，虽然E12趋近于零时，齿轮的偏置角η，ε，ε′也趋近于零，但它们属于同阶无穷小.即极限和存在.令式中e1和e2为偏置角系数.根据偏置角系数，可给出分度锥参数基本公式为式中k为放大系数；上面这组基本公式不仅适合于准双曲面齿轮，也适合于螺旋锥齿轮，不会因E12=0而失效.2 分度锥参数的求解上面给出的基本公式是一组非线性方程组，其中有5个参数是在几何计算前确定的.根据传动和强度等要求先确定齿轮的偏置距E12，轴交角ζ=90°-Σ，齿轮齿数z1和z2，大齿轮中点端面模数mt2，小齿轮中点螺旋角β1.则上面基本公式中的已知参数为i12=z2/z1, r2=mt2z2/2,及E12，ζ，β1. 由于基本公式是非线性方程组，在此采用迭代法求解.即初选k和e1值，按下面步骤进行迭代：若｜k*-k｜≤ξ(由计算精度确定的某一小量)，则可进行下面的迭代；否则改变k初值重新迭代.式中rc为刀盘半径. 若｜k0-kc｜＞ξ，则改变e1初值重新迭代，直到｜k0-kc｜≤ξ为止.迭代完毕，便得到了所有的分度锥参数.然后根据齿宽、齿高系数、变位系数和齿根倾斜类型，按准双曲面齿轮的方法进行其它所有几何尺寸参数的计算.3 算例作者采用上面的统一公式和算法分别对准双曲面齿轮和螺旋锥齿轮两种情况进行了大量的计算分析.表1是偏置距E12=0的螺旋锥齿轮算例结果；表2是偏置距E12=30mm的准双曲面齿轮算例结果.大量的计算分析结果表明：当E12=0时，上面方法所确定的分度锥参数与现行螺旋锥齿轮几何计算结果一致；当E12≠0时，上面方法与现行准双曲面齿轮几何计算结果一致；特别是当E12非常小时，本方法所得结果比较精确.因此，可用上面方法将这两种锥齿轮的几何计算方法统一起来.这对CAD软件开发特别有利.表1 螺旋锥齿轮参数表2 准双曲面齿轮参数4 统一设计中的问题现行准双曲面齿轮和螺旋锥齿轮的标准参数，如模数、齿高系数、变位系数等都定义在大端.这对准双曲面齿轮会导致理论啮合节点偏离齿宽中点而与螺旋锥齿轮不同.因此建议将标准参数定义在齿宽中点，这样也可以与强度计算方法一致［3］.此外，现行准双曲面齿轮标准参数中的螺旋角是小齿轮螺旋角，而标准参数中的模数是大齿轮端面模数.建议标准参数取大齿轮螺旋角和法向模数，这样更合理.5 结论大量算例和实际应用表明，作者提出的几何计算方法是可行的.作者已经根据此原理开发了CAD应用软件，并用于实际设计中.这样就使准双曲面齿轮和螺旋锥齿轮甚至直齿锥齿轮设计中的几何计算方法的统一有了依据.结果也在一定程度上揭示了准双曲面齿轮和螺旋锥齿轮理论上的本质联系.对锥齿轮的标准化、系列化和CAD技术也有一定的意义.。

齿轮传动参数计算

KA
1.5 机中等振
m1 0.024203 m2 0.08249 med 0.01871
N 0.041642 ya
1.05
cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1
0.32
cv2
cv4 0.580322 cv5
0.47
cv6 0.24486 cv7
KV 1.019109 亚临界 1.01911 主共振 1.89594 过渡
KHβ
1.65
说明：请在兰色框中输入已定或初定数据（黄色框中为判断或参考数据）。输出数据在最后列表，可单独打印。
名称
代号
参数区
单位注：直齿
备注
输入 1，
弧齿输入
齿
型弧齿
0 或不输入注。：左旋
输入 L，
小轮旋向
右旋
R
右旋输入 R
大轮旋向
左旋
L
小轮齿数
Z1
13
大轮齿数
Z2
24
大端端面模数
m
7.5 毫米
13
法向压力角
63 63 63 * 14 14 * * 8 8 * * 72 19 56 56
齿厚公差
最小法向侧隙
齿厚上偏差齿厚下偏差制造误差补偿
最大法向侧隙最高精度等级
齿坯顶锥母线跳动公差齿坯基准端面跳动公差
轴交角极限偏差
当承量载圆能柱力齿验轮算端：面参数：
齿
数
齿数比
分度圆直径
当量圆柱齿轮中心距
齿顶圆直径
5.0312 度.分秒 4.4249 度.分秒
87.3551
Dc0
190.5 毫米
K11 0.7303853
190.5

基于ANSYS的准双曲面齿轮建模及有限元分析_马雪洁

摘要针对传统悬臂梁理论计算轮齿弯曲应力的不足 , 本文在 ANSYS 软件中采用从低级到高级的建模方法对准双曲面齿轮进行三维实体建模 , 并对齿轮进行分析 , 收敛计算到足够的精确度 , 得到了满意的结果。文中采用了合理的分割方法对轮齿进行切块、选用六面体单元划分网格 , 根据赫兹理论对齿面瞬时接触椭圆施加半椭球分布压力 , 分析结果更准确。该建模方法易于实现参数化建模 , 为复杂零件的三维实体建模提供了一个思路。
假设齿轮与轴是刚性联接的 , 对齿轮安装孔表面的节点进行零位移约束。不考虑齿轮的制造误差与安装误差。
本文采用无限体的赫兹理论来近似确定轮
齿接触区的压力接触节点的载荷。根据弹性理论[ 4 、5] , 两光滑曲面接触时 , 在接触点附近可近
似处理成两个密切抛物曲面接触。施加载荷后在接触点处形成一瞬时接触椭圆 , 压力按照半椭球分布[ 6] 。瞬时接触区形状图见图 4 。根据圣
接触椭圆的法向可由曲面特性求得 , 本文在
ANSYS 软件中取齿面两相邻节点坐标差得叉积
为法向。
ANSYS 软件中能施加沿着坐标轴方向的力。要在齿面法向施加载荷 , 有两种方法 :一是创建局部坐标系 , 使其一轴沿齿面法线方向 ;另一种方法就是计算出力沿全局坐标各轴的分量 ,
图 5 齿面节点施加负载后的示意图
图 6 小齿轮节点变形和节点应力
7
《重型机械科技》2004 年第 3 期
用 ANSYS 有限元分析软件分析准双曲面齿轮 , 可以处理复杂的边界条件及多种实际工况 , 能够求得更加接近实际情况的应力场和轮齿变形情况。
参考文献

准双曲面锥齿轮设计与噪音

前言
一
。
一
一
５— ４ ຫໍສະໝຸດ 科科技论坛ｌＩＩ
准双曲面锥齿轮设计与噪音
李继奎
（陕西东风车桥传动系统股份有限公司，陕西铜川７７０）２００
摘要：通过对齿轮ｒｓ、ｓｔ齿轮安装系等方面分析了驱动桥孤齿锥齿轮噪音的主要控制点。－ｔ关键词：弧齿锥齿轮；；设计噪音；齿轮参数
角，使传动平稳并提高齿轮寿命。互关系，不仅不能实现降低齿轮噪音的目的，往目前轻微型客车驱动桥基本上采用微型货１从动轮齿面宽。．３往还会降低齿轮传动的性能，缩短齿轮的工作车用驱动桥，主要存在车速低、噪音较大、距扭从理论上说，增加齿宽可以提高齿轮的强寿命或增加成本。只有在设计中对各种因数全不足的缺点。因此开发轻微型客车专用低噪音、度和刚度，减少齿轮轮齿在啮合中的变形，减少面考虑、综合分析，才能设计出成本低廉，性能大扭距齿轮已经成为当前改善轻微型客车整体噪音。在试验中发现齿宽变化对噪音的影响有良好的产品。性能的一个重要的环节。限，齿轮噪音几乎没有太大的变化，因此，在设２双曲面齿轮副的安装对传动噪音的影响ｌｏａｎ引起驱动桥锥齿轮噪音的主要原因是锥齿计中一般按Ｇｅｓ推荐的取不大于从动锥齿２１、．主被齿轮安装精度。轮在运转中的震动，齿轮参数的选以及齿轮的轮外锥距的３％或从不大于动锥齿轮模数的０目前螺旋锥齿轮是成对制造和使用的。因安装方式等，以下就此分别进行分析。１；也可以按从动锥齿轮节圆直径的０１５此，０倍．５在实际生产中，常沿用成对齿轮检验的办通倍取值。法，要求在滚动检验机上检验成对齿轮的齿面１齿轮参数对齿轮传动噪音的影响齿轮参数的选择是决定齿轮工作性能和噪１齿两侧平均压力角。．４接触区及噪音，大轮转一周的侧隙变化量及齿增大压力角，以高齿轮的强度，可提但在主侧隙的极限值。音的首要问题。被动齿轮齿数不变时，增大压力角将降低接触２１．．面接触区１齿１模数和齿数。．１齿轮的模数越大，强度越高，在传动中齿形比。更重要的是增大压力角，会增大轴承的径向齿面接触区是锥齿轮的主要质量指标之变形越小。理论上说，从所引起的齿轮角速度会负荷和轴部的弯曲变形，这将影响主被动齿轮在实际生产中按Ｊ１０Ｂ８来确定安装区是否小一些，引起的震动和噪音也会小一点，但事实的正常啮合，引起震动和噪音。因此提高为了提满足要求，接触区位置不正确，若将造成运转噪上模数越大，加工误差的绝对值也会增大，在传高齿轮的承载能力，采用大的压力角的齿轮是音的明显变化及引起齿轮的不正常损坏。２１．．２噪音动中会增大动载荷，震动和噪音；增大同时，由弊大于利。轻微型客车现在两侧的平均压力角声学理论上来说，旋转体的端面面积越大，相同为２．５。２２。齿轮噪音检验要求目尚无统一的标准，前角速度时产生的噪音也越大。当齿数一定时，增１．５齿侧间隙。汽车行业Ｑ／５３１９汽车驱动桥台架试Ｃ３—９９《ＴＧｅｓｎｌｏ推荐的齿侧间隙如下（ａ选取轻微型验方法》以对齿轮噪音和主、可被动齿轮的安装大模数，就增大了端面面积，增大了噪音的发射能力。另一方面，齿轮噪音也与齿轮节圆的线速客车常用模数段）模数ｍ３０４０齿侧间隙起到一定的控制作用。：＝．－．，００２２轴承。．度有关，线速度越大，运转噪音也越大，相关试为０１～．ｍ；数ｍ４０５０齿侧间隙．０１ｍ模０５＝． —．，００验反映，齿轮线速度增加一倍，轮噪音增加约为０１加．ｍ模数ｍ５ｏ．，侧间隙齿．３１ｍ；８＝．０齿０ｏ在机械传动中，轴承也是引起噪音的一个重要环节，与滚动轴承相比，滑动轴承传动比较６分贝。为Ｏ１ — ．０ｍ。．５０２ｍ双曲面齿轮加工具有一定的侧隙量，这个平稳，噪音比较低，但滑动轴承的润滑效果是个当模数一定时，减少齿轮的齿数，就减少了噪音，就减少了噪音的辐射面积，同时也减少了侧隙是根据齿距和工作条件而定的。如果齿侧难题，目前它们的应用还受到一定的限制。齿轮的圆周速度，这些都有利于降低齿轮噪音。问隙太小，就会增加齿间润滑油的压力，弹引起滚动轴承目前应用较广，型很多，自类它身甚至破坏齿面的油膜，还可能引起齿侧的噪音一方面和自身的精度等级有关；另一方但减少齿数受到以下两方面的限制：一是齿数性震动，太少，用范成法加工齿轮时会出现根切现象；另的干涉。因此在Ｇｅｓｎｌｏ推荐的范围内，ａ选用偏面也受到结构形式的影响。在滚道直径相同时，方面，当压力角一定时，主被动的齿数和太大的齿侧间隙对降低齿轮噪音是有利的。轴承中的钢球越多，轴承的钢度越好，震动和噪１．置距。６偏音越小。另外，轴承内外环间的间隙过大，也会小，降低重叠系数，会影响平稳性和传递载荷的能力。双曲面齿轮相对于螺旋锥齿轮来说，、主被引起轴承的震动，因此安装时应在轴向加一定并保证充分润滑。综合上述分析，从降低齿轮噪音方面来说，动齿轮轴存在有向上或向下的偏移，这个偏移的予紧载荷，应该在满足强度的前提下，选用较小的模数；在量就是双曲面齿轮的偏置距。偏置距增大可以３结论３１．在驱动桥齿轮设计中，采取的各种方保证单个齿轮不根切，主被动齿轮的接触比在增大主动锥齿轮的直径，使其具有好的强度和１５２． —．７Ｏ的前提下选用较少的齿数，以便得到刚度，提高齿轮传动的负荷，同时可以选用较大案、措施均应从实际出发，尽量让各种因数相互相互制约的特性，为设计所用。较小的齿轮直径。的螺旋角，增加接触比，降低传动噪音。但太大影响、３对驱动桥齿轮噪音级别的要求，．２应从实另外，在齿轮传动中，要求主被动齿轮的齿的偏置距会产生根切，因此应在不产生根切的数应互为质数，这样可以分散齿接触误差对传前提下增大偏置距。ｌｓｎＧｅｏ推荐的偏置距为平际出发，ａ要求太低，不能满足用户要求；要求过０动平稳性的影响，在传动中就不会出现某些周均锥距的２％以下。高，然会增加成本，必甚至难以实现，降低产品期性的重复啮合现象，这就消除了这种误差引１．７齿廓修形。的竞争能力。参考文献起齿轮传动中的周期性的强迫震动所引起的噪提高齿轮加工精度和装配精度是降低齿轮音。噪音的重要途径。在试验中，转速为１０【】一对００１北京齿轮厂．螺旋锥齿轮【．Ｍ】北京：学出版科Ｌ２接触比和主动锥齿轮螺旋角。转，分的齿轮仅将齿形误差从０１ｍ．７ｍ降低到 “ 社．０主被动齿轮的接触比一般被认为是评定齿００ｒ．５ｍ时，的噪音降低８０ａ测分贝。因此，可以『天津齿轮机床研究所和西安交通大学．２１格利轮传动平稳性和承载性的重要指标，增大接触采取磨齿加工进行修形的方式来降低齿轮噪森锥齿轮技术资料［Ｃ北京：机械工业出版社．【刘维信．３】汽车设计【】Ｍ．：北京清华大学出版社．比可以减少主被动齿轮结合和分离时的冲击音。力，就会减少震动和噪音。但当修正接触比超过以上所提到的是在齿轮设计中常用到的一［刘泽九，．４】等滚动轴承的额定负荷与寿命【】Ｍ．２３时，就不能保证相应应力下的耐久寿命，．特些设计参数。实际上，它们之间都是相互联系有北京：械工业出版社．机别是齿轮的抗冲击力减弱。加大主动锥齿轮的是相互制约的，任何指标的多与少、高与低都是螺旋角可以增大主被动齿轮的接触比，因此应相对的、有限的。片面地、过高地追求某一个或在保证主动齿轮强度的基础上选择较大的螺旋几个高指标，不注意其它参数间的相互影响、相

第三讲准双曲面齿轮的加工

图6.1 螺旋锥齿轮切齿原理
2. 切齿原理
• 平面产形轮的刀盘轴线与摇台轴线是平行的，产形轮的面锥角d0=900；锥形产形轮的刀盘轴线与摇台轴线不平形，这是通过刀转体来实现的，产形轮的面锥角d0不等于900
(a) 平面产形轮
(b) 锥形产形轮图6.2 两种产形轮
2. 切齿原理
• 大轮的节锥角<650，大轮必须用展成法加工 • 大轮的节锥角>700，大轮用成形法加工 • HFT：大轮用成形法，小轮用锥形产形轮加工，
q tg1 V H
Sd H2 V2
三.刀倾法加工小轮
偏心角径向刀位S 摇台角Q1—角向刀位q1
sin S
2 K2
Q1
2
左旋 q1右旋
Y2280摇台结构
三.刀倾法加工小轮
4. 摇台角
切制左旋齿轮时，刀
Oe
Oc
K2/2 S
盘中心低于被切齿轮中心；切制右旋齿轮时，刀盘中心高于被切齿轮中心。摇台角 Q 与角向刀位 q1 具有直接的关系。
M J刀转角 M'
图 6.5 刀倾刀转角的形成
三.刀倾法加工小轮
• 径向刀位S1 • 角向刀位q1 • 刀倾角i
• 刀转角j
dM1轮坯安装角 • E01垂直轮位 • X1轴向轮位修正值 • XB1床位
• 滚比i01
OM
XB1
O01
机床平面
q1角向刀位
S1 机床水平面
E01
i刀倾
O1'
dM1
X1
具尺寸和小轮的安装距，三者之和即为机床实际的水平轮位。可修正被切齿轮的压力角。
8.垂直轮位E01 —被切齿轮对于摇台中心偏置量。它对