加工等螺旋角锥度铣刀非圆齿轮的设计

设计非圆齿轮,主要的任务就是确定它的节曲线。节曲线实际上,是一对互相啮合的齿轮,在其啮合过程中,实现无滑动地滚动的共轭曲线。如果给定了一付非圆齿轮的传动比及中心距,非圆齿轮的节曲线就可以被确定。1.主动非圆齿轮(见本刊今年第一期第12页)①主动非圆齿轮节曲线的计算主动非圆齿轮的延转角(?)_1以自变量给出。     

蜗线齿轮副的设计与传动

给出蜗线齿轮节曲线具有n个周期的一般形式,根据非圆齿轮节曲线封闭和光滑连接的性质,应用留数定理,推导出与蜗线齿轮共轭的非圆齿轮节曲线方程及两齿轮的中心距,为蜗线齿轮的设计提供了理论基础;将现有的椭圆齿轮副、偏心圆齿轮副与蜗线齿轮副的性能进行了详细的比较,包括传动比、压力角及节曲线凹凸性,得到了各个齿轮副的传动特点,为实际应用中非圆齿轮的选用提供了依据。最后分别以单周期和多周期蜗线齿轮为例,对其节曲线及齿形进行了仿真。     

非圆齿轮节曲线设计的新方法

通过将非圆齿轮转化成高精度分段圆齿轮的节曲线设计新方法,使得用圆齿轮代替非圆齿轮节曲线后,其逼近误差和弧长误差可控制到很小,从而使非圆齿轮的设计及加工问题简化成圆齿轮来解决,并在导出一种非圆齿轮低速大扭矩液压马达节曲线公式的基础上,用该方法对节曲线进行圆弧逼近,得到了极高的弧长封闭精度及逼近精度。     

非圆齿轮行星轮系参数化设计及运动仿真分析

非圆齿轮行星轮系是非圆齿轮液压电动机的核心部件,其节曲线设计是整体结构设计的关键.针对4～6阶非圆齿轮行星轮系节曲线的参数不唯一、设计困难等问题,基于4～6阶非圆齿轮行星轮系节曲线的设计方法,选取偏心率作为控制参数,设计出不同非圆齿轮行星轮系的节曲线;对比分析了偏心率对非圆齿轮行星轮系运动特性的影响.结果表明,非圆齿轮行星轮系在传动过程中,行星轮中心加速度和行星轮角加速度均会出现突变,突变的位置均在内齿圈向径最大位置处,且随着节曲线偏心率的增大,行星轮中心加速度和行星轮角加速度的突变值均为增加趋势.     

变中心距非圆行星齿轮机构节曲线设计

关于非圆行星齿轮机构的研究,到目前为止,所发表的研究成果主要是针对行星轮与中心轮(或固定轮)之间的中心距是固定的这样一类非圆行星齿轮机构。而本文所研究的是行星轮与中心轮(或固定轮)之间的中心距是变化的这样一类非圆行星齿轮机构。为了区别这两类不同的非圆行星齿轮机构,首次提出了变中心距非圆行星齿轮机构的概念,并给出了给定中心轮和行星轮的节曲线方程,求固定轮的节曲线方程的一般步骤。     

非圆齿轮综合测量方法的研究

提出了用标准齿轮与被测非圆齿轮对滚原理,测量非圆齿轮节曲线误差、非圆齿轮传动比精度,为非圆齿轮的测量找到了一种新途径。     

基于SolidWorks的高阶椭圆齿轮副节曲线设计系统

为了改善非圆齿轮副设计计算复杂、制造困难的问题,以高阶椭圆非圆齿轮为研究对象,以非圆传动啮合原理为理论基础,探讨非圆齿轮节曲线的计算及设计方法。以SolidWorks为开发平台,在VB 6.0环境下开发了高阶椭圆齿轮副节曲线设计系统,该系统包括参数计算模块、节曲线凹凸性校验以及压力角、根切校验模块、曲线绘制模块等,最终通过三次样条曲线拟合,实现了高阶椭圆齿轮副节曲线计算机辅助设计,从而提高了椭圆齿轮传动设计的效率和精度。     

应用于无级变速传动的非圆齿轮的设计研究

针对非圆齿轮无级变速传动技术中非圆齿轮的设计,提出了一种设计非圆齿轮传动的新方法。运用该方法解决了在整个周期内两段非圆齿轮传动比函数曲线在连接点处一阶光滑连续的问题,消除了非圆齿轮节曲线上的尖点,保证了传动的平稳性。通过实例,运用该方法重新确定了应用于无级变速传动中的非圆齿轮的传动比函数,设计出了节曲线光滑连续的非圆齿轮。该方法还可以适用于一般的非圆齿轮的设计。     

不同重合度非圆齿轮设计及弯曲应力分析

非圆齿轮传动具有广泛的应用场景。针对非圆齿轮传动,采用齿轮啮合原理和材料力学等原理及方法,提出了大重合度非圆齿轮设计方法。探讨了非圆齿轮传动原理和节曲线构建方法,计算了其节曲线曲率半径和重合度方程。建立了不同重合度非圆齿轮轮齿时变啮合刚度与载荷分配率计算模型,推导了不同重合度非圆齿轮齿根弯曲应力方程。探讨了不同结构参数下非圆齿轮副重合度、时变啮合刚度、时变载荷分配率及齿根弯曲应力变化规律,确定了轮齿所受最大载荷位置。开展了不同重合度非圆齿轮齿根弯曲应力仿真分析和实验测量,与理论计算结果进行了对比分析,最大误差分别约为4.8%和5.9%,验证了理论方法的合理性与正确性,为大重合度非圆齿轮传动的工程应用奠定了基础。     

一种匀变非圆齿轮设计方法及其传动特性研究

为满足从动齿轮运动学特性要求,提出了一种匀变非圆齿轮设计方法.基于匀变非圆齿轮的概念,在速度曲线和加速度曲线的基础上,推导了节曲线方程,建立了齿轮截面长度和中心距的计算模型.以Ⅰ型匀变非圆齿轮为例,提出了匀变非圆齿轮传动的设计方法.利用Adams软件模拟分析了从动齿轮的角速度和角加速度曲线的形状,验证了设计方案的有效性;分析了匀变非圆齿轮传动装置的压力角、根切和啮合系数等特性.结果表明,所提出的设计方法通过改变给定速度曲线和加速度曲线的参数,能够实现节曲线形状的灵活控制.     

非圆齿轮加工中刀具齿根与轮齿齿顶干涉分析

对用渐开线圆柱齿轮插齿刀具加工非圆齿轮时产生的刀具齿根与轮齿齿顶的干涉问题进行了分析，提出了以非圆齿轮的节曲线最小曲率半径为计算基准，将非圆齿轮等效成具有相应节风景区线曲率半径的渐开线圆柱齿轮进行分析刀具齿根与轮齿齿顶干涉问题的方法，提出通过改变插齿刀的基本参数来避免干涉的方法，这种方法既可以避免刀具的齿根与非圆齿轮的齿顶的干涉，又不会引起其它的干涉现象产生，是解决非圆齿轮加工中产生干涉问题的有效方法。     

高阶变性偏心共轭非圆齿轮的凹凸性及根切判别

为满足一个运动周期内传动比有多个非对称变化的要求,提出了一种新型非圆齿轮形式--高阶变性偏心共轭非圆齿轮,建立了高阶变性偏心共轭非圆齿轮节曲线方程。依据微分几何原理,推导建立了主从动轮节曲线的凹凸性判别条件和加工过程中不发生根切时齿轮模数与节曲线最小曲率半径之间的关系。运用VB语言编写了高阶变性偏心共轭非圆齿轮的设计与仿真程序,并通过算例予以验证。     

类圆曲线及其性质研究

对偏心圆节曲线非圆齿轮传动和椭圆节曲线非圆齿轮传动的关键设计参数偏心率e和离心率ε分别进行了分析。在椭圆曲线的基础上,通过改变极坐标极点,得到了一种新型的封闭曲线--类圆曲线,它可以看作是更广义的椭圆曲线或偏心圆曲线。针对一般意义的椭圆曲线和偏心圆曲线只是类圆曲线的两种特殊类型的情况,在类圆曲线的数学表达式中,引入了两个关键设计参数偏心率e和离心率ε,建立了具有不同性质的非圆齿轮节圆曲线方程。研究发现,偏心率e可以确定类圆曲线的最小和最大向径,离心率ε可以确定类圆曲线的形状。类圆曲线非圆齿轮传动具有与偏心圆齿轮和椭圆齿轮类似的传动特点,同时在设计上比偏心圆齿轮和椭圆齿轮更加灵活、方便。     

基于MATLAB的高阶椭圆齿轮副节曲线的设计

为了使非圆齿轮节曲线的设计及计算更加精确快速,以高阶椭圆非圆齿轮为研究对象,根据非圆齿轮的啮合原理,建立起非圆齿轮节曲线的数学模型。采用MATLAB仿真计算软件,根据数值计算方法,对椭圆齿轮节曲线的凹凸性进行判断并对其弧长进行精确计算。运用三次样条插值法进行拟合,绘制出齿轮副的节曲线图形。最后,以椭圆齿轮副的传动比曲线为研究对象,重点讨论了传动比与齿轮副阶数及偏心率的变化关系。     

基于UG的椭圆锥齿轮的仿真加工

椭圆锥齿轮是球面大端节曲线为椭圆的非圆锥齿轮。根据齿轮空间啮合原理和渐开线齿轮齿廓成型原理,提出了一种利用UG仿真加工获得椭圆锥齿轮齿形的方法;当圆锥齿轮的节圆在非圆锥齿轮节曲线上作纯滚动时,圆锥齿轮的齿廓便在非圆锥齿轮上包络出齿轮的齿廓。因此,首先建立了圆锥齿轮和椭圆齿轮的数学模型和几何模型,其次推导出了模拟纯滚动的数学方法,最后利用UG的二次开发功能仿真加工得到带有渐开线齿廓的椭圆锥齿轮模型。     

非圆齿轮差动轮系往复机构反求设计与运动学分析

为了简洁有效地实现所需的往复运动,提出了一种非圆齿轮差动轮系组合并配以齿条来实现往复直线运动的新型机构,通过合理的节曲线设计,可得到理想的输出运动曲线,该机构形式简单、运行可靠。完成了机构运动学分析,并分析了节曲线对运动特性的影响机制。以执行部件遵循余弦加速度和正弦加速度运动规律输出为例,反求得到了该机构非圆齿轮的节曲线,研究了输出齿轮的摆动角度、差动轮系传动比以及节曲线阶数等参数对节曲线的影响规律和设计准则。比较了上述两种运动规律对节曲线、传动比以及急回特性的影响规律。搭建了非圆齿轮差动轮系传动系统原理样机,并验证了新型传动系统的可行性。     

椭圆齿轮的近似拟合和数控加工

在枪圆偏心率不大的情况下,用４段圆弧代替椭圆节曲线。且以每段圆弧上的圆弧半径作为各自的节圆半径,然后运用普通数控或数控线切割机就可加工出近似的椭圆齿轮。此方法 用于其它非圆齿轮的加工。     

椭圆齿轮传动的非零变位方法探索

针对椭圆齿轮传动提出了一种非零变位的方法。在传动比函数保持不变的前提下，使传动中心距略微改变(给定一个相对变动量)，则会产生变位的效果。变位后的齿轮节曲线仍然是一对共轭的椭圆，其离心率与变位前椭圆节曲线的离心率相同，而大小的相对变动量等于中心距的相对变动量。变位前后节曲线共轭点处的切线、法线的斜率不变，但二者位置发生变化，因此，造成共轭点产生了切向分离和法向分离。切向分离现象是椭圆齿轮传动所特有的，其分离量应作为生成齿条的切向变位量。法向分离现象则类似于圆形齿轮变位时的中心距变动，成为生成齿条的法向变位量。经齿廓曲线图形仿真证实，这种非零变位能够有效地消除根切现象、增大齿厚，从而提高轮齿的强度。