三圆弧谐波齿轮传动齿廓设计

基于谐波齿轮传动共轭精确求解方法,提出三圆弧谐波齿轮传动齿廓设计方法,并研究了三圆弧柔轮齿廓参数对谐波传动共轭区间的影响。研究结果表明,三圆弧谐波齿轮传动较双圆弧谐波齿轮传动具有更宽的共轭区间和更小的共轭间隔区间;减少凸齿廓圆弧半径有利于增加谐波传动共轭区间,但不利于减少共轭间隔区间;减少中间圆弧半径、夹角δ1和δ2既利于增加谐波传动共轭区间,也利于减少共轭间隔区间;凹齿廓圆弧半径对实际共轭区间影响很小。合理选择柔轮齿廓参数可有效减少共轭间隔区间,增加共轭区,减少尖点啮合,增加齿间共轭接触,从而提高谐波齿轮传动精度和扭转刚度。     

圆弧齿廓谐波齿轮传动齿形设计中的几个问题

谐波齿轮传动采用圆弧齿廓后,可以改善柔轮齿根的应力状况和传动的啮合质量,提高承载能力和扭转刚度。本文首先计算出柔轮采用圆弧齿廓时,刚轮与之共轭的理论齿廓,通过用拟合圆弧对其进行逼近,得到拟合误差的变化规律;最后指出在开发双圆弧齿廓谐波齿轮传动时,应首先合理确定波发生器形式和柔轮径向变形量系数。     

基于谐波齿轮空间侧隙均匀化的三圆弧齿廓柔轮的径向修形设计

为改善径向变位加工的柔轮空间齿廓与平面齿廓刚轮的啮合状态,建立柔轮齿廓径向修形设计方法.利用柔轮装配变形的精确算法确定椭圆凸轮波发生器作用下的轮齿位置,再利用圆弧齿廓间的周向侧隙算法获得侧隙.按照直母线假定确定出轴向多个截面内的轮齿定位,进而获得侧隙,以揭示柔轮锥度变形后的空间侧隙分布.未修形的侧隙显示:按照共轭啮合理论设计的刚轮齿廓只在设计截面实现了小而均匀的侧隙分布,前端和后端出现严重干涉.利用前端和后端向内的刀具变位可消除干涉.经迭代设计的径向修形可实现所有截面侧隙趋于零的最佳状态,获得从前到后的线啮合状态.啮合轨迹线仿真表明:合理的径向修形可实现更好地齿面啮合状态.     

齿轮齿廓的圆弧优化拟合方法

应用无约束优化理论,提出了用一族圆弧逼近理想曲线的拟合齿廓曲线的寻优方法,获得了较高的拟合精度。     

渐开线谐波齿轮空间齿廓设计及仿真分析

针对杯形柔轮在波发生器作用下的锥度变形特征造成垂直于回转轴的横截面内中面变形曲线差异的问题,设计刚轮空间齿廓以提高谐波齿轮的啮合性能。基于杯形柔轮的空间变性特征,将刚轮空间齿廓设计转化为垂直于轴线的多个横截面内的平面齿廓设计。设计了与变形后的柔轮齿廓实现空间啮合的刚轮空间齿廓设计方法,及其啮合齿面间的侧隙计算方法。基于多个平面内的共轭齿廓,利用放样算法生成空间齿廓,并进行干涉检查和侧隙结果验证。验证表明:空间齿廓能增大啮合区间和齿廓接触面积;采用两截面直引导线的放样方法生成的空间齿廓与多个截面内设计的共轭齿廓差别不大,可以满足一般精度的谐波齿廓传动的设计要求。     

圆弧齿廓面齿轮齿面设计

针对渐开线齿轮传动存在的缺点,综合面齿轮传动的各项优点,将圆弧齿廓应用于面齿轮,提出圆弧齿廓面齿轮传动。采用理论分析、数值计算与物理实验相结合的研究方法对圆弧齿廓面齿轮齿面进行设计。基于齿轮啮合原理和微分几何理论,首先对圆弧齿条基本齿形的共轭齿形齿条齿面方程进行建模,然后利用包络成形理论推导出了加工圆弧齿廓面齿轮的刀具齿面方程,进而由刀具与圆弧齿廓面齿轮互为包络成形理论推导出面齿轮的工作齿面及过渡曲面的方程。最后应用MATLAB软件编程求解出齿面点集并导入到CATIA软件中自带宏程序的EXCEL表格中,运行宏程序并生成轮廓曲线,再利用曲面拟合的方法得到圆弧齿廓面齿轮的三维物理齿面。经与切齿包络仿真模型对比,验证了其准确性。     

谐波齿轮传动初始啮合侧隙变化规律的研究

本文阐述的是通过建立初始啮合侧隙的数学模型，首次对谐波齿轮传动的初始啮合侧隙的变化规律进行了详尽的研究。     

精密齿轮传动中齿轮副侧隙的调整方法

齿轮副侧隙是指1对齿轮啮合时，非工作齿面间的间隙。适当的侧隙是齿轮副工作的必要条件：它可以补偿轮齿因受力变形和摩擦发热而膨胀所引起的挤压；补偿制造和装配的误差；便于齿廓润滑等。     

基于齿廓法线法求解CTC齿形谐波齿轮共轭齿廓

探索滚刀双圆弧基准齿形来加工柔轮齿廓,根据柔轮的齿廓共轭出刚轮的齿廓.为在工艺上易于加工齿轮齿廓,运用最小二乘法来拟合刚轮齿廓的离散点,得到柔轮与刚轮的齿形均为CTC双圆弧齿形,最终寻求出加工刚轮的插齿刀齿形.     

可控回差圆柱谐波传动的柔轮壁厚计算

本文通过对国内外目前采用的圆柱谐波传动柔轮壁厚计算式存在的问题进行分析讨论,在高速电子计算机大量计算的基础上,给出了较为合理的柔轮壁厚计算式,为可控回差圆柱谐波传动的应用提供了必要的条件。     

离散齿谐波传动结构及齿形分析

针对现有谐波传动的传动刚度较差、传动比下限高以及轴向尺寸大等问题,离散齿谐波传动采用离散齿轮代替柔轮,是对现有谐波传动的改进。对离散齿谐波传动装置的传动原理以及结构进行了介绍与分析。基于传动原理与等速共轭原理推导了刚轮齿廓曲线方程,并给出了齿形形状。建立了齿形曲线参数与传动性能的关系,在齿形曲线参数的影响下,考虑了传动重合度与刚轮齿形压力角的变化趋势,以提高传动稳定性及传动效率。研究结果表明,在满足正常传动的前提下,适当调节齿形参数可改善传动性能,同时也为今后进行齿形优化设计提供了依据。     

Kinematic errors on helical gear of triple circular-arc teeth

Two imaginary skew rack cutter curves with stepped triple circular-arc teeth are presented in this paper. A helical gear pair that includes the gear and pinion surfaces was generated by using two matched imaginary skew rack cutter surfaces. The mathematical models of the helical gear pair with stepped triple circular-arc teeth were developed based on theory of gearing. With the use of these models, the analysis of kinematic errors can be illustrated and evaluated by computer programming and tooth contact analysis (TCA). The assembly errors used had several kinds: ideal assembly errors, vertical misalignment angles, horizontal misalignment angles, manufacturing errors of helical angles, and center distance deviation. TCA revealed that the sensitivity of horizontal misalignment angles was lower than that of manufacturing errors of helix angles but higher than that of vertical misalignment angles.     

摆动活齿内齿圈齿形误差测量方法研究

分析摆动活齿传动关键零件—中心轮内齿圈的成形原理和加工方法 ,探讨测量中心轮内齿圈齿形的原理和方法。采用三坐标测量机测量内齿圈齿形 ,并求解出内齿圈齿形误差 ,证明其加工原理是可行的。     

谐波齿轮传动柔轮的变形分析

柔轮是谐波齿轮传动装置的主要部件,柔轮的变形直接影响柔轮的应力、寿命及谐波齿轮传动机构工作的可靠性.本文通过理论推导,建立了双波谐波齿轮传动环形柔轮变形量、截面弯矩的计算模型,提出了柔轮变形敏感度的概念,并对柔轮变形的敏感度与中性层曲率半径变化进行了仿真,得出了柔轮齿数的合理取值范围及柔轮圆环危险截面的位置,可为柔轮的性能分析、改进设计提供参考.     

弹簧消隙齿轮传动链回差分析估算

分析了弹簧消隙齿轮的受力情况,叙述了残余回差的产生原因。并且结合工程实际,对某雷达数据传递机构中的弹簧消隙齿轮传动链的回程误差进行了分析估算,所述分析方法及实例计算,将对解决工程实际问题提供依据和建议。     

摆动活齿传动内齿圈齿形加工方法研究

利用齿轮啮合原理求解出摆动活齿传动内齿圈齿形 ,以齿形上的特征点重新构造齿形样条函数 ,并在通用机床上进行加工 ,得到了合格的内齿圈齿形。该方法将复杂曲线的计算过程和加工过程有效分离 ,为制造复杂曲线零件提供了一种快速的通用的加工方法     

活齿端面谐波齿轮移动副受力及接触型式研究

为了对活齿端面谐波齿轮传动装置移动副的受力状态进行分析,首先根据活齿端面谐波齿轮传动装置结构的几何关系,讨论了活齿与槽轮导槽移动副的接触型式,然后根据不同的接触型式对活齿进行了受力分析,同时得出了移动副的效率计算公式。研究结果表明,活齿的不同受力状态对移动副的使用寿命和传动精度有较大影响,从而为活齿端面谐波齿轮移动副的优化设计奠定了基础。     

塑料谐波齿轮传动结构尺寸的优化设计

分析了工程塑料作为谐波齿轮传动材料的优越性 ,并针对减小塑料谐波齿轮传动的体积 ,对其结构尺寸进行了优化设计 ,并对优化的塑料谐波齿轮传动装置进行了试验研究。     

基于二维简化模型的谐波传动启动力矩分析

利用有限元数值方法,分析了XB1-120-100型谐波传动二维模型各主要运动副摩擦系数对启动力矩的影响,结果表明,谐波传动启动力矩值随滚动体与轴承内圈间摩擦系数的增大而线性增大,其余运动副摩擦系数的变化对启动力矩值几乎无影响.当各运动副摩擦系数取常用值时,通过有限元数值计算得到谐波传动启动力矩值为0.1128Nm,与XB1-120-100型谐波传动的标称启动力矩值(0.18Nm)相当.上述分析方法及结果对谐波齿轮传动设计及性能分析研究具有指导意义.