通过动力学仿真对齿轮的传动误差进行研究,为ZA型蜗杆副的设计提供一种便捷的评价方法。基于成形加工原理和齿轮啮合原理,建立ZA型蜗杆副的数学模型,将在Matlab计算得到的齿面点导入UG,完成蜗杆副三维模型的构建;在RecurDyn中建立蜗杆副的多体动力学模型,对定转速变转矩和定转矩变转速的情况进行传动误差分析。结果显示在恒定转速的情况下,传动误差均值和波动幅值随负载的增大而增大;在恒定负载的情况下,传动误差均值和波动幅值受转速的增大基本保持不变。通过仿真分析,可为蜗杆副的设计提供一种评价方式,为研究蜗杆副的啮合振动和噪声提供参考。

为了对齿轮试验台运行状态进行监测,及时有效地发现运行故障,保证设备稳定地运行,提出了一种基于数字孪生的齿轮试验台状态监测方法。通过建立齿轮试验台的数字孪生模型,实时仿真齿轮试验台在正常运行工况下的运行状态,实现对齿轮试验台设备状态监测、故障判断和运行状态的预测。经闭功率流齿轮试验台测试结果对比表明,齿轮试验台数字孪生体仿真结果与齿轮试验台测试结果基本一致,此技术可以还原正常运行工况下齿轮试验台的运行状况,从而实现对齿轮试验台的状态监测,为故障诊断、状态监测提供了一种新方法。

针对某款扫地机齿轮箱噪声过大的问题,在多体动力学软件RecurDyn中建立齿轮箱动力学模型,得到稳态工况下齿轮副的动态啮合力,分析了啮合力对箱体振动的影响;利用Ansys对箱体进行模态和动态响应分析,显示振动响应峰值主要集中在齿轮啮合频率的基频、倍频、2倍频处,激起了与齿轮副的共振噪声。为避开共振带,在不增加箱体空间的情况下提出优化齿轮几何参数和改进电动机装配处结构的方案,并对优化方案进行了噪声试验。结果表明,优化齿轮几何参数和对电动机装配处加筋的组合方案为最佳方案,整机噪声降低了约8.9 dB。研究对该类产品的优化设计和减振降噪具有一定的研究意义和参考价值。

在传统的齿轮振动与噪声测量的基础上，提出了一种使用旋转编码器为采集振动与噪声数据提供齿轮分度时标的测量方法；通过对齿轮啮合时谐波特征的分析，建立了螺旋锥齿轮振动与噪声的同步测量模型，推导了时标信号的频率特性，并分析了其滤波效果；然后在此基础上利用MATLAB软件对齿轮传动中的啮合频率及其谐波进行了仿真与分析；最后，在Y9550型滚动检验机上搭建振动与噪声测量的试验平台，并对螺旋锥齿轮的振动与噪声进行了测量验证。结果表明，利用时标分度信号的测量方法能够有效地隔离机床本身的振动并减少输入噪声的扰动及其他影响，进而准确地提取出与啮合周期信号相关的频率信息。

针对隧道维修钢板安装的现状,设计一款七自由度的隧道维修钢板安装机械臂。利用SolidWorks软件对机械臂进行三维实体建模,为确保机械臂设计的合理性,运用SolidWorks与ANSYS Workbench相结合的方法对运动范围内极限工况下的机械臂进行静态和模态分析,得到应力应变云图和固有频率及其振型图。结果表明:机械臂结构强度满足设计要求,在工作中可以有效避免共振的发生。研究结果为机械臂进一步优化设计提供了参考。

为了实现基于UG的等基圆齿面的快速自动编程及数控加工,以等基圆锥齿轮理论为基础,结合空间啮合原理,建立了等基圆齿锥齿轮的加工坐标系,根据各坐标系之间的转换矩阵,建立了等基圆齿锥齿轮的齿面方程,通过计算及离散点提取,在UG软件中对等基圆齿面进行建模。将建立好的齿轮模型导入UG软件,利用软件的CAM模块,对等基圆锥齿轮进行基于球头铣刀的数控加工自动编程,生成数控代码。将建立好的待精加工齿轮模型、数控代码一并导入VERICUT软件,利用VERICUT软件进行齿面精加工仿真,并利用VERICUT软件的曲面虚拟检查功能,对理论齿面与仿真加工所得齿面进行对比,验证了齿面建模、数控加工方法的正确性及其可行性。

提出一种齿轮副齿面磕碰点检测方法，用于确定弧齿锥齿轮齿面磕碰点位置。建立准双曲面齿轮副啮合模型，通过改变接触区偏移量，调整啮合参数V、H、J，从而得到规划路径下的TCA接触区位置，V、H、J调整结果用于指导滚检试验。在YX-HTT600齿轮综合误差测量及分析试验机上进行滚检试验，得到了准双曲面齿轮副正常齿面与存在磕碰点的齿面两种情况下的传动误差测量结果。通过对两种传动误差测量结果的对比，验证了提出的齿面点测量方法的可行性。试验结果表明，运用提出的齿面检测方法可实现弧齿锥齿轮全齿面检测，检测结果可反映齿面磕碰点位置，从而为进一步改善弧齿锥齿轮啮合性能奠定基础。

对曲面重构的方法进行研究,实现单件蜗轮三维模型的快速重构。采用非接触式三维扫描仪获得点云数据,使用逆向工程软件Imageware对点云数据进行预处理和曲面重构,主要讨论曲线重构曲面和点云直接拟合曲面的两种方法,并对两种方法得到的曲面进行拟合精度和光顺性的对比分析,在UG中完成蜗轮三维模型的基准坐标系对齐和后续实体的建模操作。结果显示,曲线重构曲面的方法更能满足蜗轮齿面的精度和光顺性要求。采用这种方法可以快速实现蜗轮三维模型的精准重构,为蜗轮单件、小批量的快速再制造提供了CAD模型。