非渐开线变厚齿轮齿形误差与齿向误差的分析

为了在国内现有机床上实现非渐开线变厚齿轮的加工，必须对该种齿轮的齿形误差与齿向误差进行分析，但目前这方面的研究国内外尚未见任何报导，基于空间啮合理论，首次对该种新型非渐开线变厚齿轮传动的齿形误差与齿向误差计算方法进行了研究，并对影响误差的主要因素进行了分析，并给出了实例和计算结果，计算表明，齿形误差对于齿向误差较小，齿向误差类似于内凹的双曲线，这为今后加工该种变厚齿轮指明了方向。     

非圆齿轮渐开线齿廓数学模型的建立

针对目前非圆齿轮渐开线齿廓数学方程比较繁琐的问题,提出以插齿刀加工非圆齿轮理论为基础,获得非圆齿轮渐开线齿廓曲线数学模型的方法。首先建立插齿刀的渐开线圆柱齿轮齿廓的数学模型,再建立插齿刀与非圆齿轮毛坯即节曲线在相互啮合时的几何位置关系,使其作纯滚动,最后用啮合方程将这两个模型结合起来。此数学模型简单统一,适用范围广泛。     

非渐开线变厚齿轮修形方法的研究

为了在国内现有机床上实现非渐开线变厚齿轮的加工，基于空间啮合理论首次对该种齿轮的轮齿修形进行了理论分析．通过采用特殊改形后的大平面砂轮磨齿机对渐开线变厚齿轮进行轮齿修形来获得所需要的非渐开线变厚齿轮．通过双曲线来拟合齿向曲线，使拟合曲线的最大误差为目标函数，利用优化的方法，使最大误差最小，得到最优的拟合双曲线，从而加工出所需要的齿形,并给出了实例和计算结果．     

相交轴变厚齿轮试验台系统扭振动力学分析

采用传递矩阵法对机械封闭式相交轴变厚齿轮试验台进行了系统扭振动力学分析．建立了试验台系统动力学分析模型,推导出分支节点与试验台封闭系统动力学分析的数学模型,研究了试验台的动态激励原理,编制出相应的系统仿真程序,经计算获得了不同速度下试验台试验齿轮动载荷系数的仿真曲线．结果证明试验台的动态特性和加载精确度能够满足实验要求．     

渐开线零齿差内啮合齿轮副啮合过程动态仿真

针对零齿差内啮合传动副理论在应用方面的局限性以及设计中遇到的问题，利用渐开线零齿差内啮合齿轮传动机构的齿廓曲线方程和运动学模型，计算出其齿形参数和基本尺寸，勾勒零齿差齿轮副主从动轮的齿廓，运用计算机图形学的二维图形变换方法，采用可视化编程语言Visual Basic进行零齿差内啮合齿轮传动机构的动态仿真。     

大型齿轮齿形误差在位测量新方法探讨

大模数、大直径齿轮的齿形误差临床检测是目前国内外有待解决的问题。本文提出了用测量头的直线运动轨迹作基准来测量大型齿轮渐开线齿形误差的新方法。从理论上对新方法的测量原理加以论证，建立了在统一坐标系中完整的理论渐开线数学模型和测量头坐标计算模型，以及经原理误差补偿和转换后的齿形误差计算模型，巧妙地解决了定位精度问题     

延伸渐开线点啮合圆柱蜗杆传动的接触点方程

运用啮合原理，共轭曲面的理论，建立了变径延伸渐开线点啮合圆柱蜗杆传动中的蜗杆及蜗轮方面的方程，并分析求解接触点方程。     

Geometric design and simulation of tooth profile using elliptical segments as its line of action

A mathematical model of gear tooth profiles using the ellipse curve, whose curvature is convenient to control by changing the mathematical parameters as its line of action, was built based on the meshing theory. The equation of undercutting condition was derived from the model. A special epicycloidal tooth profile was also presented. An example gear drive with variation of the ellipse parameters was taken to illustrate the proposed method. The contact ratio of the gear drive designed by the proposed method was analyzed. A comparison of the property of the gear drive designed with the involute gear drive was also carried out. The results confirm that the proposed gear drive has higher contact ratio in comparison with the involute gear drive.     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面曲率特性研究

齿轮副共轭齿面间的曲率关系是表征齿轮传动质量好坏的重要参数,对齿面诱导法曲率、接触区形状、接触特性、润滑特性、磨损和齿面压应力都有直接的影响。作者基于变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的齿面方程对其曲率表达式进行推导并研究了其变化规律。首先根据大刀盘加工原理,利用坐标变换得到了变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的齿面方程。基于得到的齿面方程,利用微分几何和空间啮合原理对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的主曲率、高斯曲率、平均曲率和诱导法曲率的数学表达式进行了推导。根据所推导的数学方程利用计算机软件得到变双曲圆弧齿线圆柱齿轮副的齿面数据点,并对该齿轮副的主曲率、高斯曲率、平均曲率和诱导法曲率进行了仿真分析,得到了在啮合过程中齿轮曲率的变化规律。通过仿真结果可知齿轮副的凹、凸齿面在齿线方向的主曲率变化趋势是一致的,但略有差异;在齿廓方向主曲率都在逐渐增大,但增加幅度恰好相反,并且主曲率的变化趋势与齿形的凹凸性是一致的。齿轮副的高斯曲率和平均曲率都很小,在啮合过程中变化幅度很小,没有发生突变,这就证明了该齿轮副的光滑程度很高,齿面连续。诱导法曲率在齿线方向的主值很小,基本接近于0,在齿廓方向的主值为负值,从而证明了该齿轮副在啮合过程中没有干涉现象发生。通过曲率研究证明了该齿轮传动性能很好、传动平稳,同时也为该齿轮后续的研究、开发和设计提供了一定的研究基础。     

渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何设计

文中根据渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合原理，阐述了其基本参数及齿廓，同时论及了技术在数及几何尺寸的确定。     

剃齿刀精确修形技术

针对标准渐开线剃齿刀剃出的齿轮会产生“齿形中凹”这一工艺难题,提出一种剃齿刀精确修形方法.对端面啮合角及剃齿刀实际修形位置曲率起始点的计算进行了研究,推导出剃齿刀修形位置计算公式,形成了剃齿刀精确修形技术.生产实践表明,该技术克服了现有剃齿刀修形技术的不足,通过计算能够较准确地确定剃齿刀修形的具体位置,不仅有效地消除了剃齿“齿形中凹”现象,而且提高了剃齿加工齿形的精度和被剃齿轮的传动质量,较好地满足了各领域齿轮传动技术的发展要求.     

斜齿行星传动参数化有限元建模方法

针对斜齿行星传动中啮合副多、啮合关系复杂的特点,提出1种基于ANSYSAPDL的斜齿行星传动参数化有限元建模方法。根据斜齿轮齿面生成原理,推导出渐开线斜齿轮工作齿廓和过渡曲线的方程。在此基础上,采用"分层切片"方法对斜齿轮齿形进行离散处理,生成能精确表征斜齿轮三维齿形的节点。针对生成的单个轮齿的节点组集提出节点坐标控制策略,采用八节点六面体单元对轮齿进行精细化网格划分。以单个轮齿的有限元模型为基础,采用阵列方法生成完整齿轮的有限元模型,进一步结合齿轮啮合几何关系,构建斜齿行星轮系的三维有限元模型。该方法在舰船后传动系统行星传动装置啮合特性分析中的应用表明,所建斜齿行星传动参数化有限元模型具有通用性强、移植性好、单元划分规整、网格易于调整等优点,可作为后续接触分析、模态分析和动力学分析的基础模型。     

考虑摩擦的磨损和修形齿轮啮合刚度计算

研究齿面偏差对齿轮啮合刚度的影响,对准确获得齿轮系统动态特性具有重要意义。本文基于改进能量法,提出了一个求解考虑齿面摩擦的直齿轮啮合刚度的完整模型。该模型通过齿廓的参数方程,实现考虑齿轮加工刀具圆角半径和齿面偏差对齿轮单齿啮合刚度的影响;通过齿形误差带来的齿间间隙和轮齿加载变形量的关系,求解出双齿啮合区齿轮副总刚度。分析了磨损齿轮和修形齿轮的啮合刚度、齿间载荷分配系数和传递误差。结果表明：齿面非均匀磨损量会显著降低双齿啮合区刚度并降低重合度,轻载条件下尤为严重;修形齿轮载荷大于修形设计载荷值时,修形效果不明显,而载荷小于修形设计载荷值时,可能出现刚度不足、重合度减小和加载传动误差显著增大等问题。     

基于齿面发生线的弧齿锥齿轮切齿运动分析

为了展成切削出无理论误差的球面渐开线齿形的弧齿锥齿轮齿面,采用以齿面理论发生线作为刀刃的切削方法.分析了此方法所需要的运动及运动的实现方法.结果表明:采用此种方法切齿时,机床运动与结构简单,刀具简单,仅需1次工件装卡即可完成弧齿锥齿轮凸面、凹面的粗加工和精加工;大齿轮和小齿轮、左旋齿轮和右旋齿轮均可以用同一机床、同一刀盘完成切削,且容易调整齿面接触区.     

鼓形齿轮联轴器齿面接触分析与试验

本文在分析鼓形齿轮联轴器设计、加工及传动方面诸问题的基础上,按共轭曲面原理建立了鼓形齿轮联轴器传动理论,推导了鼓形处齿接触线及齿面方程,运用电子计算机计算并分析了不同工作倾角下齿面接触状态的变化及规律,进一步使用笔者设计发明的按共轭原理滚动鼓形齿轮装置(专利申请号87101897)切制了按不同工作倾角设计的鼓形外齿并进行了接触试验,从而揭示了鼓形齿轮联轴器传动的实质,为优化设计、加工鼓形齿轮联轴器提供了条件     

基于AutoCAD渐开线直齿圆柱齿轮的自动三维建模

渐开线圆柱齿轮三维建模的重点和难点在于轮齿端面轮廓的绘制。利用渐开线的参数方程式并通过AutoLISP编程绘制出端面齿廓一侧的渐开线;在对轮齿端面齿廓进行几何分析与计算的基础上,确定并绘制出其对称线及齿顶圆弧,并利用该对称线通过镜像获得轮齿端面齿廓另一侧的渐开线。然后利用AutoCAD的"复制"、"画圆"、"裁剪"、"多段线编辑"、"阵列"、"拉伸"等命令实现圆柱齿轮的三维建模。     

热弹流理论在齿轮传动润滑分析中的应用

考虑流体的可压缩性和齿轮传动重合度对轮齿载荷的影响,对渐开浅直齿轮传动进行热弹流数值分析;计算分析了在给定传动比和中心距条件下,齿轮模数、齿数以及变位系数等几何参数对齿轮润滑性能的影响,获得了齿轮传动沿啮合线的中心油膜厚度、压力、温度以及轮齿表面摩擦系数等分布规律．     

旋转刀盘母面成形的弧齿线圆柱齿轮数学建模

将空间啮合理论用于齿轮的齿面数学方程推导,建立了可用于理论分析的采用旋转刀盘为成形母面的弧齿线圆柱齿轮齿面数学方程.通过观察分析齿轮加工中刀盘与齿胚的运动关系,将弧齿线圆柱齿轮齿面分割为3个主要构成曲面,建立了加工过程中的动态与静态坐标系,依据曲面包络理论建立工作曲面的曲面数学方程,根据坐标转换关系建立了齿底和齿根曲面方程;在此基础上建立齿面方程.输出齿面的点云数据,通过逆向工程拟合取得可用于编辑裁剪的齿轮曲面,再根据曲面之间的关系裁剪曲面,最终生成齿轮3D模型实体.此方法建立了精确的弧齿线圆柱齿轮3D模型,并且与采用模拟加工方法生成的模型一致,为精确地进行有限元分析提供了基础;而由此方法获得的曲面方程可用于对弧齿线圆柱齿轮的理论分析.     

摆线齿锥齿轮重合度的近似计算

齿轮副的啮合特性是由其齿面的几何形状决定的，通过对摆线齿锥齿轮的啮合理论分析，得出一对摆线齿锥齿轮传动时的啮合转角与其参数之问的关系式，并进一步推导出利用啮合转角和产形轮齿数来近似计算重合度的公式，所导出的公式形式简单．对摆线齿锥齿轮的设计、加工具有一定的实用意义。     

摆线齿锥齿轮重合度的近似计算

齿轮副的啮合特性是由其齿面的几何形状决定的,通过对摆线齿锥齿轮的啮合理论分析,得出一对摆线齿锥齿轮传动时的啮合转角与其参数之间的关系式,并进一步推导出利用啮合转角和产形轮齿数来近似计算重合度的公式;所导出的公式形式简单,对摆线齿锥齿轮的设计、加工具有一定的实用意义。