基于弹流润滑理论的斜齿圆柱齿轮油膜厚度参数影响研究

基于弹性流体动力润滑理论,建立了斜齿轮传动润滑最小油膜厚度计算公式,并利用Matlab程序绘图功能绘制出最小油膜厚度沿啮合线的变化曲线,计算分析了传动比、模数、压力角、螺旋角、重合度、齿宽系数等斜齿轮传动参数对齿轮副节点处润滑油膜厚度的影响,从而揭示了斜齿轮传动参数与齿轮副润滑性能之间的关系,为弹流润滑条件下斜齿轮传动的设计提供了一定的理论依据。     

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。     

渐开线圆柱直齿轮结构参数对啮合效率的影响分析

以渐开线圆柱齿轮机构啮合效率为研究对象,基于齿轮副间接触反力的概念,分析了接触齿面间摩擦因数的影响因素,借鉴已有摩擦因数研究模型,分析了直齿和斜齿传动的啮合特点,推导出直齿齿轮传动的瞬时啮合效率和平均啮合效率的数学求解式;以直齿齿轮传动为例,在不同传动比、摩擦因数、压力角情况下分析了齿轮机构的啮合效率。结果表明,摩擦因数与齿轮啮合效率成反比,较大的压力角和传动比能提高齿轮的啮合效率,增速齿轮传动比减速齿轮传动的啮合效率高。     

直线共轭内啮合齿轮传动的齿形参数研究

针对直线共轭内啮合齿轮副的特性,参照渐开线齿轮传动定义了直线齿廓外齿轮的基本参数,讨论了齿顶半角、压力角和最小齿数的关系,分析了直线齿廓上的压力角随齿高的变化规律,提出了直线共轭变位传动的概念。在此基础上,对齿廓上的啮合极限点进行了研究,计算了直线齿廓上可以参与啮合的线段长度。通过研究齿廓线段与对应啮合转角之间的关系,推导了重合度计算公式,保证在齿形参数设计时满足连续传动的要求。最后通过内啮合齿轮泵的工程实例,验证了直线共轭内啮合传动的齿形参数设计方法和齿轮副的啮合传动性能。     

高阶变性椭圆类非圆齿轮副设计与仿真

在综合研究以高阶变性椭圆为节曲线的齿轮副的设计基础上,提出高效获取复杂高阶变性椭圆类节曲线的方法,实现了主从动轮的精确啮合的仿真过程;对偏心率、变性系数以及从动轮的阶数等参数对传动比曲线的周期性和不对称性的影响作了详细的分析;将高阶变性椭圆齿轮副与曲柄滑块机构串联成组合机构,研究机构的运动规律得到特定的运动输出。理论研究和实验结果表明,对重要参数的选择和调整后,可以得到符合设计原则和传动要求的高阶变性椭圆类齿轮副。     

高阶椭圆齿轮副的加工仿真及设计缺陷修正方法研究

基于插齿刀与高阶椭圆齿轮的啮合原理,建立了插齿刀包络高阶椭圆齿轮副齿廓的数学模型,开发了模拟插齿刀包络高阶椭圆齿轮副齿廓的动态仿真程序。依据高阶椭圆齿轮副的传动比函数及其节曲线函数的特性,推导出了高阶椭圆齿轮副节曲线的修正方程,通过修正高阶椭圆齿轮副节曲线的设计参数有效减少了高阶椭圆齿轮副叠齿、根切和过切等设计缺陷的发生。文中实例验证了该设计缺陷修正方法的实用性和有效性。     

高阶多段拟合椭圆齿轮的设计与研究

提出一种新型非圆齿轮形式——高阶多段拟合椭圆齿轮。采用数学推导与数值计算相结合的方法,建立以二阶椭圆为基础的高阶多段拟合椭圆齿轮节曲线方程。提出传动比极值变化率的概念,以表征周期内传动比极值的变化程度。研究了在以二阶椭圆为节曲线的高阶多段拟合椭圆齿轮传动副中,主动轮与从动轮的转角关系、传动比关系、节曲线无内凹条件及弧长计算等问题,得到了设计高阶多段拟合椭圆齿轮所需节曲线参数的求解方法,采用这些方法并结合实际情况,即可设计出满足要求的高阶多段拟合椭圆齿轮副。     

多模数ZI蜗杆斜齿轮传动设计与有限元分析及其应力预测

为解决传统渐开线蜗杆斜齿轮副在开式传动或传动比过大时斜齿轮容易发生齿根断裂的情况,提出一种新型的基于不等模数不等压力角设计的渐开线蜗杆副,使斜齿轮的模数与压力角同时提高,大幅提高斜齿轮的齿根强度。通过对此种蜗杆副的传动特性的分析,得到特殊的啮合角与中心距计算方式。另外,通过对同传动比、同蜗杆情况下基于不等模数设计的ZI蜗杆斜齿轮副和传统ZI蜗杆斜齿轮副的建模与有限元分析,得出在较大模数比情况下的斜齿轮齿根强度约为传统斜齿轮齿根强度的2.956倍,增大了渐开线蜗杆的应用范围。后续使用灰色预测,对比出误差平方和(Sum of Squared Errors, SSE)最小模型,予以验证预测的准确性,另外进行蜗杆施加不同转矩下的斜齿轮啮合齿受拉力处最大应力σ_1max的数据预测,为相应的工程分析与必要的校核设计给出了依据。     

高重合度齿轮的实现方法及其参数设计

高重合度齿轮是重合度大于2的直齿轮,在齿轮传动时能够保持至少两对轮齿啮合,能够提高齿轮承载能力,减小传动噪声。文中分析高重合度齿轮的各参数的取值范围,并采用优化设计方法设计了高重合度齿轮副。     

高重合度内啮合复合摆线齿轮传动设计与分析

重合度是衡量齿轮传动性能的重要指标,较高的重合度对于提高齿轮的承载能力和传动的平稳性具有重要意义。考虑到摆线齿形的优越性,提出一种具有高重合度的新型内啮合复合摆线齿轮副;根据内、外摆线无包心形成法与包心形成法之间的等效关系,阐明内、外齿轮齿顶与齿根之间的齿廓配合关系,给出使重合度最大化的圆弧啮合线位置及其数学描述;结合坐标变换和齿轮啮合原理,建立共轭齿廓的数学方程,并由已知的啮合线推出适用于任意齿廓形状的齿轮端面重合度的统一计算式,推算上述内啮合摆线齿轮副的最大重合度,分析影响重合度的相关因素,指出提高重合度的可能途径。据此,运用Solidworks软件实现了高重合度内啮合摆线齿轮副的参数化建模,结合具体实例与标准渐开线内齿轮副进行比较研究,并就同时参与啮合轮齿的对数情况进行有限元仿真分析和光弹试验测试。结果表明,所设计的内啮合摆线齿轮副具有很大的重合度,可以到达十几甚至更大,且仿真及实测结果与理论分析吻合,验证了该齿轮传动理论的正确性。     

变齿厚渐开线齿轮包络环面蜗杆传动啮合性能分析

为准确掌握变齿厚渐开线齿轮包络环面蜗杆传动的宏微观啮合性能及各设计参数对啮合性能的影响,建立了传动副数学模型,推导出啮合几何学方程,研究了螺旋角、传动比、法向模数及压力角等主要设计参数对啮合性能的影响规律;综合考虑选取优化设计参数并进行传动副样件加工,通过传动副对检试验考察了接触斑点的分布情况。分析结果表明：在满足环面蜗杆喉部中径强度和刚度要求的情况下,适当螺旋角、较大传动比、较大法向模数和较大压力角会获得优异的接触线分布、接触区域和较优的微观啮合质量;右侧的微观啮合质量优于左侧的微观啮合质量;传动副样件接触斑点与理论分析结果一致,右侧齿面接触斑点分布更好,验证了分析方法的正确性。     

大重合度内啮合齿轮传动设计及试验研究

研究了一种新型大重合度内啮合齿轮传动的齿形设计原理及方法。齿顶齿形采用摆线,啮合圆介于内外齿轮节圆之间。该型齿轮副特别适用于少齿差传动,传动过程中,可保证多对齿同时啮合,且压力角小,能显著改善轮齿及轴受力状态。由于只有齿顶部分参与啮合,避免了根切等缺陷。该型传动兼具精密传动与重载传动特点,传动平稳,承载能力大,精度、刚度、效率较高。试验结果及有限元分析验证了该传动的优越性能,为其工程应用提供了理论和技术支撑。     

精密变位斜齿轮行星轮系混合型变量多目标优化设计

斜齿轮行星轮系具有单位体积传动比高、重合度大和谐振小的特点,广泛应用于精密小模数变速传动领域。如何提高单位体积传动比并降低振动,对于实现精密传动具有重要意义。为此,提出了精密变位斜齿轮行星轮系混合型变量多目标优化设计方法。建立二级行星斜齿轮传动方案模型,通过齿顶圆上的压力角与齿数、分度圆压力角、齿顶高系数和变位系数的关联关系,构建太阳轮、行星轮和内齿圈的体积模型和重合度模型,建立轮系的配齿、强度、模数、变位和根切的约束条件集,以体积最小、重合度最大作为优化目标,建立连续与离散混合的多变量多目标优化数学模型。引入模拟退火蚁群算法,实现连续多维空间的混合型变量优化,基于模糊集从Pareto解集中遴选最优解,优化后轮系体积减小9.97%,重合度增大13.35%,提出的方法对于类似斜齿轮行星轮系的性能优化设计具有重要意义。     

渐开线齿廓非圆齿轮的变啮合角特性

指出非圆齿轮传动具有变啮合角的特性,并且推导出啮合角的表达式。以椭圆（含高阶椭圆）齿轮及偏心圆齿轮为例,给出啮合角变化的规律及啮合角约束条件。对于椭圆齿轮副,啮合角随着椭圆偏心增大而增大。当偏心率达到相当大的数值时,啮合角成为直角,两齿轮的齿廓脱离接触而推动啮合。这就从理论上解释了非圆齿轮传动中失去啮合现象的原因,同时为传动的设计提供了基础条件。     

微线段齿廓齿轮副的重合度

针对基于微线段齿条所生成的齿轮副，推导其啮合重合度的数学模型，并且进一步讨论有关设计参数对于重合度的影响。微线段齿轮的重合度定义为齿轮副作用角(即一对轮齿从进入啮合到脱离啮合过程中齿轮所转过的角度)与齿轮的齿距转角的比值。微线段齿轮副的重合度随齿顶高系数和齿轮齿数的增大而增大，随设计压力角的增大而减小。在相同的设计参数下，微线段齿轮副的重合度要略小于渐开线齿轮副的重舍度，但是，其变动范围却明显小于后者。     

蜗杆斜齿轮传动重合度的研究

以汽车座椅角度调节驱动器为例介绍金属蜗杆与塑料斜齿轮传动副的应用。在参考文献的基础上推导出蜗杆斜齿轮传动重合度公式,分别绘制出压力角an、齿顶高系数han、变位系数x、蜗杆分度圆导程角γ、斜齿轮齿数z2对重合度的曲线图并分析各参数对重合度的影响。     

渐开线圆柱齿轮副滑动率、重合度计算浅析

齿轮副滑动率、重合度是齿轮传动设计的重要参量,现有的标准和文献通常直接给出相关计算公式或定义式,给实际工作中合理选用参数造成一定困扰。鉴于此,详细推导取不同自变量(主、从动齿轮齿顶圆压力角、啮合角)时3组等价的齿轮副滑动率计算公式、分析各种极限位置滑动率的取值及物理意义;给出一个实际啮合周期内单、双齿占比的计算方法,并将算法扩展到重合度大于3的一般情况。     

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。     

偏心-高阶椭圆锥齿轮副的强度计算方法

结合微分几何及空间齿轮啮合原理,将偏心-高阶椭圆锥齿轮副的空间节曲线在曲率半径相等的条件下展开到平面上,推导出齿轮副当量节曲线的计算公式,获得啮合传动过程中的压力角.对轮齿进行受力分析,建立偏心-高阶椭圆锥齿轮副的强度计算方法,获得轮齿接触应力及弯曲应力随主动轮转角的变化规律,确定啮合过程中最薄弱轮齿的位置.分析偏心-高阶椭圆锥齿轮副主动轮偏心率、模数、主动轮齿数及从动轮阶数等结构参数对轮齿强度的影响.建立偏心-高阶椭圆锥齿轮副有限元分析模型,利用五轴数控机床加工出齿轮副实体并搭建传动试验平台,通过有限元分析与传动试验,验证该齿轮副强度计算方法的正确性.     

直线共轭内啮合齿轮传动重合度的计算分析

文章根据齿轮啮合基本原理,以齿轮传动重合度计算理论为基础,推导出直线共轭内啮合齿轮传动重合度计算公式,并分析研究影响直线共轭内啮合齿轮传动重合度的主要因素及其与重合度的关系,对直线共轭内啮合齿轮泵的设计理论及应用有一定的指导意义。