摆线针轮传动中摆线轮齿廓修形技术研究

为确定不同传动要求的摆线针轮传动机构中摆线轮齿廓修形方式及最佳的优化算法,首先对摆线针轮传动中摆线轮齿廓应用最多的"正等距+负移距"和"负等距+正移距"两种组合修形方式进行了分析计算,得到了两种组合修形方式引起的回差大小及修形后摆线轮啮合受力的优劣,确定了不同传动要求的摆线针轮传动机构优先适用的修形方式;对摆线轮齿廓优化算法进行了对比研究,针对"正等距+负移距"组合修形方式确定了优先选用的优化算法;对采用"负等距+正移距"组合修形方式,提出了一种改进的优化算法,将该算法与现有的优化算法进行对比分析,根据实际的装配精度确定了应优先选择的优化算法。     

RV减速器中摆线轮齿形优化修形与参数化设计

为了得到符合实际工作要求的摆线轮齿形,对摆线轮齿形的几种修形方式进行了研究,确定了最佳修形方式为负移距与正等距相组合的修形方式。对多种优化方法进行了分析,选取了两点外插的混合罚函数法来求解,并借助VC++6.0编写绘图程序验证了此种修形方式的合理性。同时利用Pro/E 4.0对摆线轮进行了参数化设计,推导出摆线轮齿廓曲线上的坐标点按齿廓曲线曲率不同分布疏密程度不同的公式,同时借助VC++6.0编制程序计算出摆线轮齿廓曲线上分布的各点的坐标值,为使用数控机床加工摆线轮提供了便利。     

RV减速器摆线轮拓扑修形齿廓研究

为使摆线轮具有良好的啮合性能,根据计算的摆线轮实际工作范围,将摆线轮齿廓分为工作段和非工作段齿廓,采用拓扑修形方法来满足工作段和非工作段的间隙要求。工作段采用转角修形,使修形后工作段为共轭齿廓,并保持一定的齿侧间隙。非工作段采用变等距修形,使齿顶与齿根部分产生合理的间隙,得到合理的修形齿廓。推导了摆线轮拓扑修形齿面方程,可以通过调整修形参数获得满足工作要求的齿廓间隙。从初始啮合间隙、载荷分布、回差分析方面验证了拓扑修形的合理性。     

RV减速器摆线针轮齿廓修形回差影响分析

针对RV减速器回差精度问题,建立了摆线针轮齿廓修形的回差精度数值分析模型,采用几何法求解各种常见修形方式产生的几何回差,同时考虑摆线针轮传动中的弹性回差,推导出摆线轮齿廓修形的回差影响公式,并讨论了同一摆线轮齿廓修形方式下不同的修形参数与同一修形参数下不同的修形方式对回差的影响,得出在同一修形量的条件下,等距加移距的组合修形方式的回差影响最小,移距修形的回差影响最大。对RV-40E型减速器样机进行试验验证,与传统回差公式相比较,文章推导的回差公式精度提高6%左右。     

盾构机主轴承内啮合齿轮修形优化设计

齿轮修形是降低轮齿啮入、啮出时冲击,降低齿轮副齿面应力峰值,缓解应力沿齿宽分布不均现象,使得传动平稳性提高的重要手段。结合盾构机实际工作载荷,基于KISSsoft对盾构机主轴承齿轮进行齿廓、齿向修形优化研究,针对单因素齿廓修形、单因素齿向修形、综合修形方案进行横向对比,通过对齿轮进行接触性能分析,对比修形前、后的传动误差幅值、赫兹接触应力在齿宽方向分布情况以及最大齿根弯曲应力。通过Ansys Workbench软件对未修形和确定的最优修形方案进行有限元仿真,验证其振动加速度和动态啮合应力优化程度。结果证明,采用适当的修形方案可以减小齿轮传动误差幅值,避免了轮齿啮入时出现载荷突变的情况,并且优化了齿面偏载的情况,进而使得齿轮啮合传动性能得到了提高,传动更加稳定。     

传动比波动幅度约束下的摆线轮齿廓修形量优化

摆线轮齿廓修形对摆线针轮传动机构的承载能力和运行平稳性有重要影响。为获取最优的修形策略和修形量，提出了一种以最小化传动比波动幅度为优化目标、基于内点法的摆线轮齿廓等距-移距复合修形量的优化方法。以单级摆线针轮减速器为例，建立考虑修形后的摆线轮受力平衡方程，以及摆线轮针齿的轮齿接触方程，并通过优化流程将力平衡方程和轮齿接触方程耦合集成，从而实现对3种等距-移距修形组合策略下的修形量进行优化计算，发现正等距加正移距组合修形下的最优修形量可将传动比波动幅度降低40%,最大针齿接触力降低17%,实现更平稳的传动和更好的承载性能，也有利于提高减速器传动精度和寿命。     

考虑啮合错位的斜齿轮复合修形优化研究

为了减少斜齿轮传动因啮合错位导致的齿面偏载、传递误差增大、啮合冲击增大,研究考虑啮合错位的斜齿轮复合修形方法,讨论修形前后不同错位量下齿面啮合性能的变化规律。该方法考虑了啮合错位对齿轮啮合性能的影响,基于斜齿轮啮合接触计算模型,以齿面载荷分布、传递误差、啮合冲击等性能指标为评价依据,进行了“螺旋角修形+齿廓鼓形修形”的复合修形。结果表明：基于多目标的“螺旋角修形+齿廓鼓形修形”复合修形能有效改善因啮合错位造成的齿向偏载,且在降低传动误差峰峰值和改善啮合冲击方面显著优于单一的螺旋角修形,能较全面地改善斜齿轮的啮合质量。     

基于修形的摆线针轮啮合加载接触分析

利用有限元分析软件对修形后的摆线针轮进行齿间加载接触情况分析,建立摆线轮弹性转角模型。首先对RV减速器传动原理及摆线针轮啮合传动进行了分析;然后采用有限元及相关工程软件分析修形后的摆线轮与针轮的齿面接触状态;其次基于运动学和赫兹理论,进一步研究摆线轮齿间载荷分布情况;最后建立摆线轮接触变形弹性扭转角模型并采用有限元方法分析,为后续提高RV减速器的传动精度、稳定性能、延长使用寿命提供改进依据。     

摆线轮齿廓逆向设计的仿真加工

为了缩短未知修形方式摆线轮加工周期,降低生产成本,提高加工效率,提出一种高阶分段拟合算法,使用该算法可以通过逆向工程的方式实现对未知修形方式摆线轮齿廓的重构。为了验证该算法的合理性,先对已知修形方式的RV320摆线轮齿廓点使用高阶分段拟合算法进行齿廓重构,之后通过VERICUT仿真加工出RV320摆线轮模型,并将仿真加工的RV320摆线轮模型与RV320摆线轮理论模型进行对比,最大加工误差约为0.016 86 mm。之后通过实验加工出RV320摆线轮并对其进行精度检测,检测结果显示通过高阶分段拟合算法加工出的摆线轮符合使用要求,进一步验证了该算法的合理性。由此可得,使用高阶分段拟合算法同样能够实现对未知修形方式摆线轮齿廓的重构,同时也为未知修形方式摆线轮的高精加工提供了一种方法。     

一种新的修形策略的动态分析

线外啮合,特别是齿顶尖角接触,会引起齿轮的啮合冲击。因此,先前的研究常采用齿廓修形来避免齿顶尖角接触,但是线外啮合可能依然存在。为了进一步减小线外啮合带来的啮合冲击,提出了一种新的修形策略:首先,在理论啮入点或者理论啮出点,沿配对齿的齿廓切线方向去除另外一个轮齿的齿顶部分;然后用一段角域中的正弦曲线将被切形成的直线与原齿廓曲线光滑连接起来。并用6自由度的直齿轮动力学模型仿真计算了修形前后的动态啮合力,仿真结果显示:由线外啮合造成的啮合冲击较线性修形进一步减小了。因此,为了进一步减小啮合冲击,提出了一种计算修形量和构造修形曲线的行之有效的方法。     

RV减速器摆线针轮的有限元接触分析

基于有限元分析方法,研究加载状况下摆线针轮啮合副初始啮合时齿廓对的接触状态。考虑摆线针轮啮合副的齿廓修形和摆线轮齿廓线的建模精度,利用ANSYS自带的APDL语言建立了摆线针轮啮合副的三维模型。考虑有限元网格质量及有限元模型的计算效率,利用VSWEEP命令生成了有限元模型并局部细化了网格。最后考虑摆线针轮的实际工况,建立了摆线针轮的接触对和边界条件。分析结果表明:摆线针轮初始啮合瞬间一共有6个齿参与传力,其中最先接触齿为第6齿,并且在啮合齿廓对附近摆线轮齿及销孔变形比较大。     

多齿差摆线泵流量脉动及其影响因素研究

对于多齿差摆线齿轮泵流量脉动系数的计算方法,由于其影响因素众多,求解复杂,给实际工程应用带来困难。通过对多齿差摆线齿轮及圆弧齿轮啮合原理的研究,提出了一种较为精确的求解流量脉动不均匀系数的方法,并通过正交试验,分析了各参数对流量脉动系数影响的显著性程度,为设计低流量脉动的多齿差摆线圆弧齿轮泵过程中的参数的选择提供理论依据。     

载荷时变对齿轮齿条弹流润滑的影响

目的通过对传动过程中压力和膜厚的计算,提高齿轮齿条机构润滑性能,降低齿轮齿条传动过程中的磨损。方法简化齿轮齿条传动过程载荷图谱,运用简化的实际载荷曲线,建立齿轮齿条啮合过程的弹流润滑计算模型,对齿轮齿条啮合过程中的瞬态弹流润滑问题进行研究。考虑啮合过程中单、双齿啮合时不同的载荷,计算一个啮合周期沿啮合线上的中心压力、中心膜厚、最大压力、最小膜厚以及啮入点、节点、啮出点压力和膜厚,还有双齿啮合区转换为单齿啮合区、单齿啮合区转换为双齿啮合区前后瞬时的压力和膜厚。压力求解采用多重网格法,弹性变形采用多重网格积分法,得到了齿轮齿条传动机构的瞬态弹流润滑完全数值解。结果载荷突然升高引起中心压力突然升高,中心膜厚最大值出现在双齿啮合区与单齿啮合的临界点。啮合线上最小膜厚和最大压力出现了波动。计算得出啮入瞬时膜厚最薄,润滑状况较差。结论沿啮合线各瞬时压力与膜厚不断变化,载荷突变引起的压力突变应通过提高轮齿强度等方式防止表面疲劳破坏的产生。整个啮合过程中,啮入点为危险点。     

基于齿轮微观修形的行星减速器减振降噪研究

为改善某工厂的全自动攻丝机用行星齿轮减速器的振动噪声问题,并提升攻丝机的攻丝精度和使用寿命,对全自动攻丝机用减速器进行传动接触斑点试验,并利用Romax软件对减速器进行仿真,试验与仿真分析结果显示啮合齿轮副存在明显偏载问题。针对上述分析,提出基于遗传算法的齿向修形、渐开线修形及齿廓修形等复合齿轮微观修形优化方案;对修形优化后减速器重新建模仿真,并搭建行星齿轮减速器振动、噪声检测试验台,对修形前后减速器样机进行试验测试。结果表明：修形后减速器啮合时的偏载问题得到明显改善,齿面峰值载荷降低11.75%,最大接触应力降低29.62%,传动误差降低35.71%,减速器整体的振动噪声显著降低。     

RV传动中摆线针轮副啮合力和转角误差的计算

RV减速器中摆线针轮副的啮合是一个连续过程,在分析了最先接触点不同对初始间隙的影响和摆线针轮副传动具有小周期特点的基础上,提出了基于迭代原理的最先接触点分布区间计算方法;并借助赫兹接触理论对RV传动中摆线针轮副的小变形非线性接触问题进行啮合全过程的求解,得到连续的单针齿啮合力和RV减速器的转角误差,由此将RV传动传统受力分析方法从只能对某一特殊位置分析扩展到了摆线针轮副连续啮合的全过程,建立了摆线针轮副单个针齿受力分析和整机转角误差的连续分析模型;并研究了摆线针轮副结构参数对单针齿啮合力和整机转角误差的影响。     

多齿差摆线泵滑动系数的研究

根据齿轮的啮合原理及传动中各位置矢量和速度矢量之间的关系,导出了多齿差摆线齿轮传动中各速度和齿面滑动系数的矢量计算式;并结合实例进行了运动速度和滑动系数的计算和曲线绘制,分析了齿廓的相对滑动速度和滑动系数的变化规律,为正确设计多齿差摆线齿轮提供了理论依据。     

齿轮副几何参数对直线共轭内啮合齿轮泵流量脉动特性的影响

流量脉动是引起齿轮泵自身振动及产生流体噪声的根本原因。为了得到流量脉动特性,以某型直线共轭内啮合齿轮泵为研究对象,基于MATLAB软件分析不同重合度所对应的理论瞬时流量曲线,研究齿轮副几何参数对流量脉动率的变化规律。结果表明:齿轮副退出啮合,理论瞬时流量最小。脉动率递增时几何参数影响程度由大到小排列为:齿轮分度圆半径齿轮齿顶圆半径传动比(两齿齿差)齿圈齿顶圆半径;递减时由大到小排列为:齿轮齿数齿轮分度圆半径齿轮齿形半角。为了减少脉动率,对于满足计算的传动比,齿轮齿数确定,齿圈齿数取较小值,而齿圈齿数确定,齿轮齿数取较大值;齿形半角取较大值;齿轮及齿圈齿顶圆半径取较小值;齿轮分度圆半径在33.5～35 mm之间取值。     

基于分形理论的粗糙齿面齿轮动力学研究

为研究齿面微观误差对齿轮动力学特性的影响,基于分形理论对粗糙表面进行分形表征。结合时变啮合刚度、静态传递误差以及齿面摩擦等因素,建立计及粗糙齿面的齿轮非线性动力学模型,研究齿面粗糙度、齿面摩擦及工况对齿轮动力学特性的影响。结果表明：粗糙度增大时,齿轮传动系统的动态传递误差增大,振动稳定性降低,动态性能逐步恶化;齿面摩擦会使齿轮副的动态传递误差和振动位移都增大,且摩擦对垂直啮合线方向的振动特性影响更明显;粗糙度对齿轮动力学特性的影响随工况变化而改变,结合工况合理地进行齿面精度设计,有利于进一步平衡加工成本与传动质量之间的问题。     

双点冲床偏心套偏心距超差的补救

一对偏心套偏心距超差的补救,除采用选配法、投料法、修配法外,还可采用"借镗"中心孔的方法."借镗"中心孔将导致偏心套上的齿圈变成"偏心齿轮",影响齿轮啮合时的重合度和齿侧间隙,但通过计算可知,只要"借镗"量控制在一定范围内,可满足齿轮的正确啮合条件.