摘要：鼓形齿联轴器以其结构紧凑、承载能力大、适用速度范围广等特点,在船舶、风电、航空、冶金等工程领域得到广泛应用,其性能直接影响整机的性能。目前,针对鼓形齿联轴器的设计分析,国内外学者已经开展了广泛的研究工作。从鼓形齿联轴器的应用现状、鼓形齿齿面加工、几何接触分析、承载接触分析、磨损强度、动力学等方面系统地评述了国内外学者对鼓形齿联轴器的设计分析的研究现状,结合船用特大鼓形齿联轴器尺寸大、传递转矩大以及工作环境恶劣等特点,给出了船用鼓形齿联轴器需要进一步研究的问题。

摘要：针对传统的位移圆半径设计公式无法应用于具有大尺寸、重负载、变倾角等特点的大型船用鼓形齿联轴器的问题,采用有限元分析和响应面设计的方法,建立了最优位移圆半径和结构参数、工况参数之间的关系式。基于啮合原理及坐标变换,建立了鼓形齿联轴器的高精度有限元网格模型以及高精度装配模型。考虑0°和最大倾角两种边界工作条件,结合某船用鼓形齿联轴器轮齿的接触应力、弯曲应力及接触印痕的位置,确定了最优位移圆半径的设计准则。基于拉丁超立方采样方法和响应面方法,拟合出了最优位移圆半径和扭矩、齿数、模数、齿宽及最大倾角之间的关系式。通过有限元方法计算出一组大倾角和一组小倾角算例下的最优位移圆半径,与响应面方法的结果进行了对比。研究结果表明:印痕距离为0.2倍齿宽时的位移圆半径为最优值;大型船用鼓形齿联轴器的最优位移圆半径主要受最大极限倾角影响,其次是结构尺寸、负载扭矩的影响;该响应面模型是有效的,可以用于大型船用鼓形齿联轴器位移圆半径的设计。

摘要：为了使鼓形齿联轴器在倾角下正常工作,提出了一种快速、精确的侧隙设计方法。首先,采用沿齿宽方向对齿廓形状连续变位的方法形成鼓形齿,建立了鼓形齿齿面模型;模拟插齿刀加工内齿圈,建立了内齿圈轮齿齿面模型。其次,基于空间坐标变换方法,建立了鼓形齿联轴器在倾角下工作时的装配关系,并在此基础上建立了三维有限元分析模型。再次,运用轮齿齿面接触理论,计算出无侧隙下鼓形齿和内齿圈相邻齿间的最小间隙,并给出了最小侧隙的计算公式。最后,以某鼓形齿联轴器参数为算例,对相邻齿面之间最小间隙点轨迹、最小间隙分布与Alfares方法和有限元结果进行了对比,研究结果表明:无侧隙、有倾角时相邻齿面之间均处于干涉状态;最小侧隙设计量随着倾角的增大而增大;最小侧隙设计位置在纯翻转区;文中方法比Alfares方法更精确。

摘要：为合理确定面齿轮副小轮的修形参数,设计了均由2段抛物线与1段直线组成的直齿小轮齿廓和齿向修形曲线,将由三次B样条拟合得到的修形曲面与理论齿面相叠加来构造拓扑修形齿面。采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),结合面齿轮副的几何接触分析(TCA)和承载接触分析(LTCA)技术,提出了以修形曲线参数为优化变量,使抛物线几何传动误差曲线两端对称、接触印痕限制在齿宽中部、承载传动误差波动幅值最小的小轮拓扑修形多目标优化设计方法,并编制了相应的Matlab程序。算例表明:优化修形参数后得到了对称的抛物线几何传动误差和位于大轮齿宽中部的接触印痕,并大幅度减小了承载传动误差波动,从而可有效降低安装误差敏感性和齿轮副的振动、噪声。

摘要：试验测量行星传动系统均载与动载系数的精准度是评价系统动态性能的基础。针对现有行星传动系统均载与动载系数测量方法存在灵敏度与精度欠佳、系数测试算法缺失、测试应力点存误等问题,本文提出了一种方便、实用且具有高精度的行星传动系统均载与动载系数测试方法,定义了系统系数的测试算法与概念,明确了精确应力测试位置点及不同位置间差异性,采用应变片电桥传感器串并联设计,实现了拉压应力叠加、温度补偿以及繁琐标定免除等优点,为精准测取行星传动系统均载与动载性能提供了重要的理论基础和技术手段。

摘要：针对齿轮设计中出现的接触和弯曲疲劳强度安全系数相差大造成的齿轮承载能力得不到充分发挥以及齿轮优化设计中设计变量多造成计算量大的问题,以航空发动机中的人字齿轮传动系统质量最小和各个齿轮的接触和弯曲疲劳强度安全系数差值最小为目标函数,通过参数敏感性分析方法选出对优化目标影响大的参数并作为设计变量,运用NSGA-Ⅱ多目标优化算法进行优化求解,结果表明,该方法能够有效地减小各个齿轮的安全系数差值和整个传动系统的质量。

摘要：针对柔性齿圈结构振动特性分析缺失以及现有传动系统特性分析方法不足,本文结合模态叠加法、承载接触分析技术与集中质量法,构建了考虑轮齿间接触特性、结构振动与系统振动的行星轮系模型。分析了柔性齿圈行星传动系统的结构振动特性及柔性齿圈对系统动态性能的影响,并避免了集中质量模型无法计入构件结构振动,全有限元模型计算量过大、收敛困难,现有刚柔耦合模型的刚性接触、齿轮参数标准化以及难以引入构件误差等问题。本文为柔性齿圈的设计以及传动系统动态特性的深入探究提供了模型基础和理论指导。

摘要：针对齿轮手册和一般鼓形齿联轴器的简化公式不适用于大型船用鼓形齿联轴器这一问题,运用自主开发的鼓形齿联轴器设计分析系统,以某船用鼓形齿联轴器为例,建立了高精度的鼓形齿联轴器模型,将模型数据导入ANSYS软件中,进行轮齿的有限元分析,得到了理想对中和极限不对中条件下,轮齿的应力分布及其变化规律,为大型船用鼓形齿联轴器的设计提供了依据。