《第五讲TCA分析》PPT课件.ppt

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1、第五讲轮齿接触分析TCA及其他河南科技大学齿轮研究所魏冰阳2005.11内容简介TCA的原理与过程传动误差传动误差反映的啮合信息基于传动误差的加工参数设计接触路径与齿面重合度的关系基于高阶传动误差修形齿面与研齿研齿的对齿轮副啮合性能的影响高齿制设计受力分析一.TCA的原理与过程TCA(ToothContactAnalysis)的原理其实非常简单。在齿轮啮合过程中，两齿面连续相切接触。因此，在固定坐标系中，任一时刻两齿面都有公共接触点，且公共接触点处都有公法线。即有如下的称之为TCA基本方程组的两个方程成立式中有五个独立的标量方程,六个未知量给定小轮转角j1可解出其它未知量

2、,确定一个齿面接触点以一定的步长改变的j1值，继续求解，直至求出的接触点到达齿面边界以上求得的齿面瞬时接触点即构成了齿面接触路径同时可计算出大轮的转角误差，绘出传动的误差曲线当给定齿面的齿面的涂色层厚度0.00635mm，在每个接触点处又可求出瞬时接触椭圆的大小和方位，这一系列的接触椭圆即构成了齿面接触印痕图8.1TCA的效果图TCA分析获得的信息：接触路径的倾斜方向，接触椭圆长轴的长度与方向接触椭圆构成的接触印痕大小形状传动误差曲线的形状与幅值等齿面重合度二.传动误差的定义当小轮转过某一角度时，大轮转过角度与理想位置角度之差。单位通常为秒（s）用公式表示为理想的齿轮副传动

3、是共轭的，即小轮与大轮按固定传动比（N1/N2）连续平稳传动。此时没有传动误差由于安装误差、承载变形等，齿轮副通常不能按此规律传动，出现了传动误差。共轭齿轮副变形后载荷将集中在齿顶或某一端，传动也将不连续，并出现严重的冲击。完全共轭的齿轮副没有任何可调性，制造和安装误差、承载变形都会造成负荷集中而使轮齿破坏。弧齿准双曲面齿轮的准共轭特性，除参考点之外，其余啮合位置都存在失配量,形成了传动误差弧齿准双曲面齿轮的安装误差与承载变形也会产生附加的传动误差，即承载传动误差。承载传动误差通常依靠承载接触分析LTCA(LoadedToothContactAnalysis)得到。三.传动

4、误差反映的啮合信息动态性能—承载下的传动误差曲线波动程度可反映出齿轮幅的动态性能，波动幅值愈大，振动愈大，噪音愈大；波动幅值愈小，传动愈平稳。承载传动误差的波动幅值与几何传动误差有关，当其设计幅值（a点和d点幅值）较大时，轻载传动误差波动大，而重载时变形补偿作用使波动减小；反之，当设计幅值较小时，轻载传动误差波动小，重载时易出现边缘接触使振动噪音加大1.载荷分配由于df2(I)

5、）。设计重合度=

6、dd’

7、/T,T=

8、aa’

9、=3600/Z1实际重合度=

10、cc’

11、/T三种载荷下的实际重合度分别为1.0、1.5和1.85承载传动误差曲线与几何传动误差曲线的交点(a,a’和c,c’)的相应位置还反映了对应载荷下的啮入点和啮出点2.边缘接触几何传动误差曲线不交叉，轮齿出现边缘接触当承载传动误差曲线超出几何传动误差曲线下端时，轮齿出现边缘接触3.齿面接触特性当几何传动误差曲线下凹或呈S形时，齿面产生桥式接触，伴随严重的振动。理想的几何传动误差曲线应向下弯曲、齿对间（交叉）连续且两下端尽量对称，呈抛物线形状，此时产生边缘接触的可能性相对较小。几何传动误差曲线的

12、幅值和陡峭度反映了接触印痕在接触路径方向上相对于制造安装误差的敏感性，幅值愈大愈陡峭对误差的敏感性愈弱四.基于传动误差的加工参数计算1.考虑对安装误差的敏感性。2.根据承载量设计传动误差的幅值常载下不出现边缘接触，波动小考虑安装误差的大小。要考虑到齿轮的承载量。避免边缘接触。使承载传动误差的波动尽可能小。传动误差曲线交叉，交叉点误差幅值不超过24弧秒，总的传动误差不超过60弧秒。3.基于传动误差的加工参数设计基于传动误差的设计流程4.接触路径与重合度的关系5.抛物线传动误差的缺陷五.高阶传动误差修形与研齿五.高阶传动误差修形与研齿五.高阶传动误差修形与研齿图2.4研磨

13、前后传动误差对比五.高阶传动误差修形与研齿六.研齿对齿面印痕的影响研齿对热处理后轮齿变形引起的接触印痕不良或微细变化具有一定修正作用：一个是能对接触印痕偏移进行一定的矫正，另一个是能对形状不规则印痕进行一定的修正。图5.1齿轮副647研磨前后接触印痕（大轮）对比凸面凹面研磨前研磨后图5.7齿轮副399#研磨前小轮齿形误差网格图0.02mm凹面凸面小端图5.9齿轮副399#大轮轮研磨前齿形误差网格图0.02mm凸面凹面小端六.研齿对轮齿精度的影响图5.8齿轮副399#研磨后小轮齿形误差网格图0.02mm凹面凸面小端图