增速传动螺旋锥齿轮的主动设计、加工控制及啮合性能测试研究

基本信息
批准号:51775003
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:王鹏
学科分类:
依托单位:北京工业大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张以都,徐宏海,杨明博,管延智,阳振峰,尹访贤,董亚星,李彩军,薛维强
关键词:
全局综合法张量分析增速传动螺旋锥齿轮啮合原理
结项摘要

Speed increasing spiral bevel and hypoid gears can be applied in large speed increasing drive systems to change the direction of axis of the transformed rotation and torque, at the same time, increasing the velocity of rotation and reducing the value of torque simultaneously. Unfortunately, the works specifically aimed at the speed increasing spiral bevel and hypoid gears or even referred to the comparison of these two different cases are seldom reported in the literature. The public experience for design, manufacture, and application of spiral bevel and hypoid gears mainly considers the speed reducing case...This project aims to propose a systematic approache for the design and manufacture of speed increasing spiral bevel and hypoid gears...To reduce complexity, an invariant approach for the theory of gearing based on tensor analysis will be proposed. By this approach, the design and manufacture of spiral bevel and hypoid gears will be represented in a compact and clear way...An extended tooth contact analysis and the numerical simulation of meshing will be employed to learn the contact characteristics of spiral bevel and hypoid gears operating in speed increasing and reducing modes. The relations between tooth geometry and contact characteristics will be built which are necessary for the optimization of tooth contact performance...The global synthesis approach proposed by the applicant will be employed to synthesis the contact characteristics of speed increasing spiral bevel and hypoid gears. By this approach, the entire contact point path and the contact characteristics for each point of the entire contact point path can be directly predesigned...The desired tooth surfaces for speed increasing can be produced on dedicated bevel gear cutting machines or 5-axis machining centers. The tool positioning strategies for different tooth forms will be investigated in this project...The proposed ideas will be proven by the manufacturing and test of prototypes of spiral bevel gear drives...All the achievements obtained from this project will be provided for the public through an intelligent design software which will be deployed in the cloud computing environment.

增速传动螺旋锥齿轮能在改变运动和动力传递方向的同时实现增速,具有重要的应用价值,但其设计制造相关的应用基础研究目前尚属空白。两轴之间的齿轮副理论上存在减速正转、减速反转、增速正转和增速反转四种不同的工作模式。螺旋锥齿轮的已有研究几乎都是针对减速正转传动,相关成果不能直接照搬应用于增速传动。将张量分析方法应用于共轭曲面相关的理论研究,建立空间啮合原理基于张量分析的理论研究框架。运用扩展的齿面接触分析方法和齿轮啮合数值仿真方法,揭示不同工作模式下轮齿几何参数对啮合特性的影响规律。基于全局综合法开展增速传动螺旋锥齿轮齿面啮合性能主动设计研究。研究弧齿、摆线齿和一般齿形增速传动螺旋锥齿轮在专用数控机床或加工中心上的加工控制方法。开展数控加工、齿面检测及动态啮合性能测试实验验证研究。通过研究,建立一套增速传动螺旋锥齿轮的主动设计和数控加工控制方法;建设一个基于云计算的螺旋锥齿轮设计加工智能服务平台。

项目摘要

增速传动齿轮是工业增速器、风力发电机、特种车辆、医疗器械及渔具等装置中增速齿轮传动系统中的关键零件。因对增速传动和减速传动齿轮啮合机理差异研究和认识的不足,增速齿轮传动系统的设计和加工主要依据减速传动齿轮的相关标准和经验,常出现过早失效和较高的故障率。.项目以增速传动和减速传动齿轮啮合特性对比分析为核心,从齿轮相关的啮合理论、设计方法、加工控制方法、试验方法和装置以及齿轮智能制造方法这几个方面开展了探索性研究。采用张量分析方法对啮合理论的核心问题进行了阐述,推导了共轭曲面曲率关系的通用公式。针对考虑齿面滑动摩擦力影响的增速传动和减速传动齿轮,采用齿面接触分析方法分析了齿面啮合过程摩擦力的变化规律,并分别采用齿轮弯曲强度计算标准和有限元啮合仿真两种方法,研究了齿轮副啮合过程齿根最大弯曲应力的变化趋势,以及同一轮齿齿根最大弯曲应力在增速传动和减速传动下的变化趋势。基于增速传动和减速传动啮合特性差异,研究了面向增速传动齿轮的设计方法。面向零齿高增速传动齿轮及螺旋锥齿轮等复杂齿轮,研究了主动控制复杂齿面整体啮合性能的主动设计和数控加工方法。针对齿轮的大批量成形制造中对齿轮模具的需求,研究了基于加工中心和通用刀具的齿面刀路规划和误差补偿方法。研究了增速传动和减速传动啮合性能对比试验方法及齿轮的智能制造方法。.通过研究,建立了齿轮啮合理论新的研究框架,发现了增速传动大轮最大齿根弯曲应力提高了27.8%,建立了增速传动齿轮的零齿高设计方法和面向高性能复杂齿轮加工控制的全局综合法,设计了增速传动和减速传动啮合性能对比试验台,开发了齿轮智能制造云服务平台。.研究结果为高性能复杂齿轮的基础理论、设计方法、加工控制方法、试验方法和装置以及齿轮智能制造中关键科学和技术问题提供了有价值的参考。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

耐磨钢铁材料中强化相设计与性质计算研究进展

耐磨钢铁材料中强化相设计与性质计算研究进展

DOI:10.7502/j.issn.1674-3962.201906027
发表时间:2019
2

全局力平衡PDC钻头布齿优化设计

全局力平衡PDC钻头布齿优化设计

DOI:10.3969/j.issn.1004-132X.2020.20.003
发表时间:2020
3

In 掺杂h-LuFeO_3光吸收及极化性能的第一性原理计算

In 掺杂h-LuFeO_3光吸收及极化性能的第一性原理计算

DOI:10.7498/aps.70.20201287
发表时间:2021
4

电磁屏蔽效能评估和测试方法研究

电磁屏蔽效能评估和测试方法研究

DOI:
发表时间:2022
5

A Fast Algorithm for Computing Dominance Classes

A Fast Algorithm for Computing Dominance Classes

DOI:
发表时间:2016

王鹏的其他基金

批准号:51105273
批准年份:2011
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11805101
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81302810
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61204106
批准年份:2012
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50773078
批准年份:2007
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:61502264
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51375389
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:20872068
批准年份:2008
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:60702001
批准年份:2007
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91748131
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:重大研究计划
批准号:21905233
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11262019
批准年份:2012
资助金额:55.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41276125
批准年份:2012
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:81871750
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:11101184
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11874199
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:81802135
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91013013
批准年份:2010
资助金额:65.00
项目类别:重大研究计划
批准号:51308269
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61100098
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51806029
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61905257
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11802177
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51304207
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50902133
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31400003
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81201995
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40606032
批准年份:2006
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31571769
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81572376
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:50678045
批准年份:2006
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:30470399
批准年份:2004
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:11904194
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51779066
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:U1533105
批准年份:2015
资助金额:23.00
项目类别:联合基金项目
批准号:61801211
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51478365
批准年份:2014
资助金额:84.00
项目类别:面上项目
批准号:51875466
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:U1610121
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:联合基金项目
批准号:31271413
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51778499
批准年份:2017
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:81501137
批准年份:2015
资助金额:17.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51809052
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61905266
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60702075
批准年份:2007
资助金额:12.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61672163
批准年份:2016
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:41171076
批准年份:2011
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:41576079
批准年份:2015
资助金额:69.00
项目类别:面上项目
批准号:81501529
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50778053
批准年份:2007
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:11902185
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20703067
批准年份:2007
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21572106
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:51106088
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81900024
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31601080
批准年份:2016
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51607067
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21277171
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:21901250
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31501715
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71673112
批准年份:2016
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:81370068
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51908249
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51407121
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81401850
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31702178
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51208383
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71202141
批准年份:2012
资助金额:20.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51806018
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20572063
批准年份:2005
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:11504207
批准年份:2015
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21677175
批准年份:2016
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:11802292
批准年份:2018
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20707038
批准年份:2007
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31300494
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60903219
批准年份:2009
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41604099
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31200509
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31000337
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11571255
批准年份:2015
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:51105122
批准年份:2011
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51808322
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41801381
批准年份:2018
资助金额:24.60
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50973105
批准年份:2009
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:51107064
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31101308
批准年份:2011
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50278023
批准年份:2002
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:11875305
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:51709127
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41776134
批准年份:2017
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:11474147
批准年份:2014
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:81871989
批准年份:2018
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:11201340
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81673622
批准年份:2016
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:31660043
批准年份:2016
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81900235
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61403414
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31301737
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61703387
批准年份:2017
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31700453
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61379097
批准年份:2013
资助金额:77.00
项目类别:面上项目
批准号:10926112
批准年份:2009
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:41106069
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81871134
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:41661017
批准年份:2016
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51603019
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71101119
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61303060
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21101099
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31800107
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51802176
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11772141
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:21372130
批准年份:2013
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:61702547
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81500433
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61272477
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:31860191
批准年份:2018
资助金额:41.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21673289
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:21273282
批准年份:2012
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:11005016
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11604116
批准年份:2016
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61905020
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41201033
批准年份:2012
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61773396
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:31300260
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81001061
批准年份:2010
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31671380
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11571028
批准年份:2015
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:61103009
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61876152
批准年份:2018
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:30701046
批准年份:2007
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91233206
批准年份:2012
资助金额:300.00
项目类别:重大研究计划
批准号:51673165
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:59803007
批准年份:1998
资助金额:11.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51704323
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71303255
批准年份:2013
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30901122
批准年份:2009
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10926158
批准年份:2009
资助金额:4.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:11475236
批准年份:2014
资助金额:92.00
项目类别:面上项目
批准号:21877063
批准年份:2018
资助金额:61.40
项目类别:面上项目
批准号:81600428
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21503024
批准年份:2015
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81160354
批准年份:2011
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31500484
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

基于动态传动误差的弧齿锥齿轮形性耦合机理与啮合精度主动控制研究

批准号:51575161
批准年份:2015
负责人:徐爱军
学科分类:E0503
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

高速重载螺旋锥齿轮离散曲面数值啮合原理和加工方法

批准号:10377003
批准年份:2003
负责人:王延忠
学科分类:A07
资助金额:20.00
项目类别:联合基金项目
3

基于啮合稳定性的高性能螺旋锥齿轮设计与制造技术研究

批准号:51175423
批准年份:2011
负责人:方宗德
学科分类:E0502
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
4

啮合性能驱动的螺旋锥齿轮五轴侧铣关键技术研究

批准号:51705541
批准年份:2017
负责人:周元生
学科分类:E0509
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目