空间曲线啮合齿轮的一种修形方法的研究

空间曲线啮合齿轮机构在承载情况下,会发生弹性变形,从而影响它的传动精度。在空间曲线啮合理论基础上,对钩杆进行了受力分析,并研究了重合度对钩杆受力的影响,从而得到受力情况下的钩杆变形情况,并拟合得到实际的钩杆中心线方程,求出实际的齿面方程。然后,通过齿面接触分析,得到传动误差曲线,并研究不同重合度对传动误差的影响。最后,根据承载情况下,啮合钩杆的变形规律,提出一种钩杆修形方法以提高其传动精度,并给出一个修形实例。结果表明,提出的钩杆修形方法可以明显地提高承载情况下空间曲线啮合齿轮机构的传动精度。     

一种基于空间曲线啮合原理的新型传动机构的研究

介绍了一种基于空间曲线啮合原理的微小弹性啮合轮传动机构.首先阐述了新型传动机构的基本原理和特点;然后总结了该研究已取得的进展,包括空间曲线啮合理论、基于MATLAB系统的空间曲线啮合传动机构设计计算系统、运动学性能测试实验、传动力分析和动力学性能测试实验;最后简单介绍有待解决的问题.     

新型点啮合式弧面分度凸轮机构的设计与制造

线啮合式弧面分度凸轮机构由于其接触线是空间曲线而使得传动过程中凸轮与浪子产生相对滑动并产生不均匀磨损，从而影响其使用性能。本文提出了用点啮合传动来代替线啮合传动的新型点啮合式弧面分度凸轮机构，并给出了这种新型点啮合式弧面分度凸轮机构的设计原理和点啮合式空间分度凸轮的加工方法；最后指出了这种新型点啮合式弧面分度凸轮机构优良的结构特性、运动特性和广阔的开发前景．     

摆动输出活齿凸轮机构传动及齿廓方程

融合活齿传动和凸轮机构两种传动形式的优点,提出了摆动输出活齿凸轮机构,并分析了其结构及传动原理。作为一种新颖的传动形式,该机构具有齿数灵活、全齿啮合、摆角范围宽,可按简谐曲线、等加速度曲线以及无停留修正梯形曲线等多种既定规律摆动输出的特点。借助凸轮曲线位移的已知性建立了输入、输出凸轮转角在任意时刻的对应关系以解决传动比不恒定而无法直接创建传动关系的问题,进而推导出了输入、输出凸轮的理论齿形方程和工作齿廓方程。在理论分析的基础上,给定设计参数并绘制输入、输出凸轮的理论齿形与工作齿廓啮合线以及机构啮合位形,皆未发生干涉现象,验证了方程推导的正确性,为以后进一步的研究及应用提供了分析基础。     

减变速一体化齿轮啮合原理的研究

突破常规非圆齿轮副的节曲线都是非圆形的限制,提出由普通直齿圆柱齿轮和非圆面齿轮组成的传动机构,可实现任意的减变速一体化传动,从而最大限度地简化传统减变速装置的传动结构,节省传动空间,提高传动效率。提出用非圆曲线代替普通面齿轮节圆的设想,根据传动过程中两齿轮节曲线之间进行纯滚动的原理,建立圆柱齿轮的空间节曲线方程,从而揭示正交轴圆柱齿轮与非圆面齿轮的传动机理;将圆柱齿轮与非圆面齿轮的传动比分解成减速比和变速比两部分,建立几何参数与两部分传动比的对应关系,可方便地设计任意减变速传动规律。根据齿轮空间啮合原理,建立由标准齿轮插刀包络非圆面齿轮的齿面模型,可为进一步轮齿几何特性分析及强度计算提供理论基础。计算出不同设计参数下非圆面齿轮副的传动比,分析了其独特的传动性能,并利用数字化制造仿真技术模拟标准齿轮插刀加工非圆面齿轮的过程,得到与齿廓数学模型完全吻合的齿面数据,从而验证了新型齿轮的传动机理及齿面模型的正确性。     

一种无侧隙的锥形线齿轮齿面构建方法

基于空间曲线啮合原理,研究一种无侧隙的锥形线齿轮机构。以圆锥螺旋线作主动齿轮接触线,根据共轭曲线啮合理论,求解与之共轭的从动接触线。建立通过接触点且垂直于主动轮角速度方向的凹凸接触的无侧隙圆截面,并根据截面参数求解主、从动轮的中心线方程。以圆截面沿着中心线扫描构建无侧隙的凹凸接触齿面。共轭的接触线存在于所构建的空间曲面上,并根据截面圆半径和端面圆锥周长讨论极限齿数存在的情况。根据齿面方程建立三维模型并进行运动学仿真实验。实验结果表明,通过该方法构建的锥形线齿轮机构能够以设计的传动比实现平稳传动过程。在线齿轮啮合方程的基础上,提出一种新型锥形线齿轮齿面构建方法,为正交轴齿轮传动提供了新的解决方案。     

摆线钢球传动啮合副间隙及其调整机构

根据结构及传动原理，研究了影响摆线钢球传动性能的重要参数啮合副间隙；并从结构上设计出几种啮合副间隙调整机构型式。     

一种平行轴圆截面线齿轮齿廓的构建方法

在空间曲线啮合理论的基础上,研究平行轴线齿轮的传动机构。以螺旋线为中心线,研究截面为圆时主动线齿的曲面方程,并以此构建主动线齿轮齿面齿廓。以同轴心的圆截面为从动线齿轮的齿廓截面,并根据从动轮中心线构建从动轮齿面方程。分析线齿轮啮合传动时主动线齿上的正反转接触线,并根据空间曲线啮合方程求出从动线齿的正反转接触线。此正反转接触线应满足从动线齿轮中心线构建的圆截面从动线轮齿面方程。可通过增加齿数提高其重合度以提高传动稳定性。通过建立线齿轮副3D模型并进行运动学模拟仿真实验,结果表明,此方法构建的平行轴圆截面线齿轮装配无法向侧隙,且传动过程无干涉,能够满足设计的传动比需求。     

应用螺旋理论求解空间行星传动的啮合方程

首次提出了应用螺旋理论解决空间行星传动的啮合理论问题，不用转化机构而直接通过对各传动元件的旋转矢量合成来完成的对啮合方程的求解，并以超环面传动为例，求解了其啮合方程及接触轨迹，最后对计算结果进行了仿真验证。     

液压挖掘机回转传动机构-工作装置的系统动态方程

以液压挖掘机回转传动机构一工作装置系统为研究对象,在考虑齿轮啮合时变刚度的情形下,建立回转传动机构的动力学模型;然后根据金属材料的特点,运用有限元法建立变截面梁单元的动力学模型;再在回转传动机构和金属材料变截面梁单元动力学模型的基础上,应用有限单元法建立液压挖掘机回转传动机构一工作装置系统的耦合动力学方程.所建方程较好体现了该系统动态性能与其结构参数和运动参数之间的内在关系,表达了以往方程未能反映的动态性能.最后通过实例进行对系统的动态特性进行仿真分析.     

一种面齿轮传动时变啮合刚度数值计算方法

准确计算时变啮合刚度是齿轮动力学研究的基础。提出了一种面齿轮传动时变啮合刚度数值计算新方法。以直齿圆柱齿轮为例,建立合理的有限元模型,得到直齿圆柱齿轮的时变啮合刚度曲线,并将其与ISO6336方法计算结果进行对比,验证了该啮合刚度计算方法的正确性及有限元模型的精确性。应用该数值计算方法,研究面齿轮传动时变啮合刚度变化规律,得到了精确的面齿轮传动时变啮合刚度曲线。研究结果为面齿轮传动的动力学分析及设计提供参考。     

双压力角非对称齿廓渐开线齿轮的振动分析

基于非对称渐开线圆柱齿轮传动时的啮合机理和齿轮系统动力学。同时考虑到齿轮系统时变啮合刚度和静态传递误差的影响，建立了齿轮动力学模型，利用数值积分和数值仿真方法对其进行了非线性振动研究。比较了标准齿轮与非对称齿轮的振动特性，分析了齿轮系统各参数对系统动态特性的影响。仿真结果对考虑动载荷情况下的油膜厚度计算提供了基础数据，为进一步研究非对称渐开线的各种特性提供了理论依据。     

Study on the design principle of the LogiX gear tooth profile and the selection of its inherent basic parameters

The development of scientific technology and productivity has called for increasingly higher requirements of gear transmission performance. The key factor influencing dynamic gear performance is the form of the meshed gear tooth profile. To improve a gear’s transmission performance, a new type of gear called the LogiX gear was developed in the early 1990s. However, for this special kind of gear there remain many unknown theoretical and practical problems to be solved. In this paper, the design principle of this new type of gear is further studied and the mathematical module of its tooth profile deduced. The influence on the form of this type of tooth profile and its mesh performance by its inherent basic parameters is discussed, and reasonable selections for LogiX gear parameters are provided. Thus the theoretical system information about the LogiX gear are developed and enriched. This study impacts most significantly the improvement of load capacity, miniaturisation and durability of modern kinetic transmission products.     

二齿差行星减速器齿轮承载能力的计算

在少齿差行星减速器内啮合传动中，存在多对接近啮合的小间隙齿面于理论啮合点左右，轮齿受力产生的微小变形使得某些对齿面相互接触进入啮合状态。多对轮齿同时啮合，使得传动能力明显提高，而它的力学计算属于超静定问题。本文介绍利用有限元分析软件COSMOSDesignSTAR分别计算一对齿啮合和多对齿啮合的承载差别，来说明二齿差行星减速器的承载能力比起常规算法所得到的承载能力的提高量。     

分布式同步协同设计中基于三角网格模型的实时传输

在充分对比CAD模型和三角网格模型特性的基础上，针对分布式同步协同设计的实时性要求和网络环境，提出基于三角网格模型进行分布式同步协同设计，建立了系统框架。该系统以三角网格模型作为产品的3D表达形式，通过构建有效的多分辨率模型与增量传输机制，在客户机/服务器环境下，实现客户端驱动的产品3D模型的远程实时动态观察和特征参数的在线讨论与修改。该系统可跨平台支持多个异地设计端点的协同。     

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。     

智能汽车集成式线控制动系统传动机构优化设计

随着汽车智能驾驶技术的快速发展,线控技术正加速制动助力系统和主动制动系统向电气化和集成化方向发展。在介绍国际知名厂商研发的制动助力和主动制动二合一集成系统(One Box)产品及其传动机构特点后,提出了基于单电机+双作用制动缸构型的集成式线控制动系统,相较传统助力器(booster)+汽车电子稳定控制系统(Electronic stability controller,ESC)的组合系统,能够更好地满足汽车对制动系统功能、空间等设计需求。传动机构能够降速增扭、运动副转换,是集成式线控制动系统主动建压的基础。对比几种传动机构组合的优缺点,基于制动系统的设计指标以及电机性能曲线,建立传动机构的数学模型。基于约束优化设计方法以及Matlab/Simulink与AMESim联合仿真模型和控制器,对传动机构的减速比进行了设计匹配和仿真验证,得到了两组最佳的齿轮副传动比。对两组设计的齿轮副进行了有限元强度校核和疲劳寿命计算,按照有限元仿真结果,推荐传动比为2.4,主动轮齿数15,从动轮齿数36的方案为最优选择。基于理论分析与仿真分析结果,研制了一台样机,并设计开发了专用试验台架,通过台架试验证明了设计方法的可行性,为类似制动系统的优化设计提供了新的思路和参考。