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1、弧齒錐齒輪因具有傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域的傳動(dòng)中,作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳動(dòng)裝置的關(guān)鍵部件,其嚙合質(zhì)量對(duì)系統(tǒng)的影響至關(guān)重要。齒面印痕和傳動(dòng)誤差是評(píng)價(jià)嚙合質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo),本文針對(duì)航空用弧齒錐齒輪,借助于輪齒幾何接觸分析(Tooth Contact Analysis,TCA)、承載接觸分析(Loaded TCA,LTCA)等計(jì)算機(jī)仿真方法和試驗(yàn)測(cè)試手段,開(kāi)展了高階傳動(dòng)誤差曲線的加工參數(shù)設(shè)計(jì)、嚙合性能分析以及考慮
2、齒面印痕偏移的小輪齒面再設(shè)計(jì)等一系列研究工作,形成軟件系統(tǒng)并將其應(yīng)用于航空產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與試制。
論文主要成果如下:
(1)研究了弧齒錐齒輪小輪加工參數(shù)的逆向求解問(wèn)題。已知小輪數(shù)值齒面,建立最小二乘法優(yōu)化模型,采用基于置信域策略的L-M(Levenberg-Marquardt)迭代算法反求相應(yīng)的小輪加工參數(shù)。該算法為高階傳動(dòng)誤差設(shè)計(jì)的小輪齒面主動(dòng)修形技術(shù)提供了應(yīng)用基礎(chǔ)。
?。?)研究了弧齒錐齒輪傳動(dòng)誤差的設(shè)計(jì)方法
3、。一、在局部綜合法的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了二階拋物線傳動(dòng)誤差的優(yōu)化設(shè)計(jì);二、基于假想大輪加工小輪的概念,提出了小輪齒面的主動(dòng)修形設(shè)計(jì),預(yù)置高階傳動(dòng)誤差(四階拋物線、七階中凹型曲線)的設(shè)計(jì)參數(shù),在與大輪完全共軛的小輪基準(zhǔn)齒面上構(gòu)建小輪修形齒面,采用上文所述的逆向求解算法反求小輪加工參數(shù);三、在二階拋物線傳動(dòng)誤差的基礎(chǔ)上,提出了高階傳動(dòng)誤差(七階中凹型曲線)設(shè)計(jì)的變性系數(shù)修正法,直接控制高階傳動(dòng)誤差曲線上的設(shè)計(jì)嚙合點(diǎn),建立約束方程組,通過(guò)求解非線性
4、方程組獲得各階變性系數(shù),而其余加工參數(shù)仍與二階拋物線傳動(dòng)誤差設(shè)計(jì)相同。
?。?)研究了弧齒錐齒輪不同類型傳動(dòng)誤差齒面的嚙合性能。在設(shè)計(jì)重合度、傳動(dòng)誤差曲線下端幅值大體相同的前提下,定量比較了二階、四階及七階設(shè)計(jì)的齒輪副動(dòng)態(tài)性能和強(qiáng)度性能。計(jì)算結(jié)果表明,輕載條件下四階設(shè)計(jì)的振動(dòng)較小,而工作載荷下七階設(shè)計(jì)有更好的動(dòng)態(tài)性能。相對(duì)于二階設(shè)計(jì),工作載荷下四階、七階設(shè)計(jì)均可以降低最大齒面接觸應(yīng)力和最大齒根彎曲應(yīng)力的數(shù)值。
?。?)研
5、究了基于齒面印痕偏移的弧齒錐齒輪當(dāng)量安裝錯(cuò)位反求和小輪齒面再設(shè)計(jì)。首先分析了可導(dǎo)致相同齒面印痕的不同安裝錯(cuò)位組合之間的關(guān)系;然后提取齒面印痕的數(shù)字化特征,以逼近齒面接觸跡線為目標(biāo),通過(guò)優(yōu)化方法高精度地反求與齒面印痕匹配的當(dāng)量安裝錯(cuò)位;最后采用二階拋物線傳動(dòng)誤差的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,在此錯(cuò)位下重新計(jì)算小輪加工參數(shù)。
?。?)對(duì)弧齒錐齒輪的嚙合性能進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。完成了二階、四階及七階設(shè)計(jì)的齒輪副切齒、滾檢、印痕發(fā)展及箱體振動(dòng)加速度測(cè)試等
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