针对传统汽车圆柱齿轮精加工过程存在动态扰动、误差收敛控制较差,导致齿轮加工的稳定性及准确性较差、评估方法的可靠性较差的问题,提出基于虚拟环境的汽车圆柱齿轮精加工过程可靠性评估方法。构建汽车圆柱齿轮精加工工件表面稳定性控制参数辨识模型以及刀齿运动调控函数。分析刀齿振动引起的动态扰动因素,获取动态扰动特征,完成汽车圆柱齿轮加工表面稳定性调控及优化。在此基础上提取加工过程可靠性评估的状态参量,并对加工状态参量误差进行收敛分析。以工件特征、工序安排等为控制约束对象,结合虚拟视景仿真技术实现汽车圆柱齿轮精加工过程可靠性评估。仿真结果表明,采用该方法进行汽车圆柱齿轮精加工过程评估可靠性较好,加工误差较小。

圆柱齿轮应用广泛,建立适用范围广、便于计算的圆柱齿轮弯曲疲劳寿命预测模型有重大意义。通过齿轮弯曲疲劳试验结合有限元模型仿真结果,计算得到了不同应力幅值下齿根处能量累计曲线;在能量累计曲线的基础上,得到不同应力幅值下的断裂累计能曲线。基于Palmgren-Miner线性累积损伤理论和以上曲线,提出了一种圆柱齿轮弯曲疲劳寿命预测模型。采用该模型分析了不同应力幅值下的圆柱齿轮弯曲疲劳试验结果,均处于模型预测结果3倍范围内,证明该模型可以较为准确地预测圆柱齿轮弯曲疲劳寿命。

根据检测得到的圆柱齿轮齿面点坐标,建立了实测齿面拓扑偏差计算模型;构建三维齿面拓扑偏差图,沿齿宽和齿高方向切片,得到不同位置的齿廓偏差曲线和螺旋线偏差曲线,建立了齿廓偏差和螺旋线偏差的提取方法。将实验检测和分析结果与Gleason 650GMS齿轮测量中心的报告进行对比,验证了该方法的准确性,为齿面精度的全面评价及数字化控制提供了依据。

以新一代航空发动机传动系统等为代表的高端传动装备面临高速、高温、重载等极端服役环境挑战,使得胶合失效成为齿轮主要失效形式之一,严重影响系统寿命和可靠性。针对国内常用的3个齿轮胶合评价标准在齿轮胶合承载能力计算结果之间差异较大,且标准公式适用范围存在差异的问题,详细研究了闪温法和积分温度法,从理论分析、公式对比和案例分析三个方面开展了渐开线圆柱齿轮胶合承载能力标准对比研究;并针对FZG A型齿轮,进行了对比计算分析。结果表明,由于HB/Z 84.4的平均摩擦因数计算结果偏高,与GB/Z 6413.2相比计算结果偏大,HB/Z 84.4结果偏保守。GB/Z 6413.1和GB/Z 6413.2在较大的转矩、油温、转速范围内,齿面温度计算结果相差不大;但是,随着模数的减小,二者的齿面温度计算结果差异变大;模数在4~7 mm内,二者齿面温度计算结果相差不大。

对同批次生产的齿面未磷化和齿面磷化直齿圆柱齿轮分成未磷化齿轮组;单磷化齿轮组和双磷化齿轮组,分别在齿轮接触疲劳试验机上进行胶合性能试验;同时,利用齿轮测量中心D80检测的试验齿轮的螺旋线曲线来准确计算胶合面积和胶合沟痕的深度。试验表明在相同运转条件下,磷化齿轮出现胶合失效时的加载转矩远大于未磷化齿轮的;磷化齿轮出现胶合失效时的运转次数远多于未磷化齿轮的。由此得出,齿面磷化能显著提高齿轮的抗胶合性能。

针对SolidWorks齿轮建模过程繁琐及效率低等问题,本文基于Visual Basic程序语言中的SolidWorks,对圆柱齿轮参数化设计系统进行研究。以Windows为开发平台,利用Visual Basic程序语言,通过对SolidWorks进行二次开发,完成了直齿、斜齿和圆柱齿轮的三维模型设计系统。该系统主要包括参数设计和三维建模两大模块,且三者之间相互联系统一,在参数设计过程中添加了疲劳强度校核部分,以实现集设计、校核于一体的圆柱齿轮三维造型系统。设计实例表明,该系统实现了齿轮的参数化设计,设计结果准确,生成的三维模型合乎要求,提高了设计效率,而且该系统用户界面形象直观,具有人性化,保证了设计的合理性与准确性。该研究对其他类型齿轮及标准件的参数化设计具有重要的参考价值。

从大模数圆柱渐开线齿轮副齿形尺寸偏差对变位系数和滑动率的影响分析入手,阐述了通过设计和制造双重控制变位系数的新理念。介绍了设计过程中齿轮总变位系数的分配方法和制造过程中变位系数搭配控制方法。通过计算和数据分析,得出结论：基于计算机编程设计,可求得总变位系数分配的优化值,使理论滑动率差极低（Δη≤0.0001）;通过制造过程中变位系数搭配控制,可以减小齿形尺寸偏差对变位系数和滑动率的影响,使实际滑动率差大幅度降低;采用变位系数搭配控制方法制造齿轮副,可增加参数配对检验项目。

文中介绍了异型箱体类零件的加工工方法的确定、工艺基准的建立,切削刀具的选择及加工切削参数的确定。

根据斜齿圆柱齿轮齿廓齿面形成原理,利用Pro/E对斜齿圆柱齿轮进行建模,并对模型的准确性进行验证,在实际生产中得到了广泛的应用。

分析了圆柱齿轮流量计的结构、工作原理和信号检测方法 ,介绍了其性能特性 ,并对选择、安装。