点接触正交变传动比面齿轮副重合度分析

为了改善正交变传动比面齿轮的传动质量与承载能力,研究了该齿轮副的基本几何参数对其重合度的影响。应用齿轮啮合原理,建立了正交变传动比面齿轮副的传动坐标系,推导出正交变传动比面齿轮副的节曲线及齿顶曲线方程。将正交变传动比面齿轮副传动展开成非圆齿轮齿条的传动形式,提出了点接触正交变传动比面齿轮副重合度的计算方法,分析了刀具齿轮及齿轮副的基本几何参数对其重合度的影响。通过测量试验得到的重合度与理论重合度的对比分析验证了该齿轮副重合度计算方法的正确性。     

正交变传动比面齿轮三轴数控加工方法

为了验证正交变传动比面齿轮副设计的正确性,用三轴数控机床加工正交变传动比面齿轮。运用空间齿轮传动啮合理论及三轴数控机床的基本原理,建立了刀具与非圆齿轮的空间坐标系、正交变传动比面齿轮加工坐标系、齿顶圆角模型以及数控加工模型。得到了刀具到非圆齿轮的坐标变换矩阵、非圆齿轮齿面到正交变传动比面齿轮齿面的坐标变换矩阵、过渡曲面方程以及加工过程中刀具运动矩阵。用三轴数控机床加工正交变传动比面齿轮,并对该齿轮副进行对滚实验以及齿面测量实验。实验结果表明:三轴数控机床加工的正交变传动比面齿轮齿面精度较高。证明了正交变传动比面齿轮副设计以及三轴数控机床加工正交变传动比面齿轮方法的正确性。     

交错轴变传动比齿轮副变传动比齿轮数字设计方法研究

汽车转向器的传动比是影响车辆转向轻便性和灵敏性的重要因素之一,车辆在转向时为了获得轻便性和灵敏性的统一需要采用变传动比转向器。通过综合分析机械式变传动比转向器的重要部件交错轴变传动比齿轮副的啮合特点,基于包络原理提出了一种全新的变传动比齿轮数字设计方法,此方法将交错轴变传动比齿轮副中斜齿轮看作由垂直于其轴线的无限接近的平面集合与其截交后截平面的集合,每个截平面称为"齿轮元",交错轴变传动比齿轮副的啮合传动可看作齿轮元的集合与变传动比齿轮的啮合,变传动比齿轮齿廓上每个齿廓点的高度值,是过此点且垂直于齿条运动方向及斜齿轮轴线的直线随此点一起啮合传动时,与此点啮合过程中遍历齿轮元集交点高度值中的最小值。基于上述方法,建立了交错轴变传动比齿轮副变传动比齿轮齿廓点高度值计算的数学模型,开发了求解算法,得到了变传动比齿轮的齿廓点云,并将此方法成功应用到了某型变传动比转向器的研制中,通过样件试制及测试验证了该方法的正确性。     

双齿轮偏心的传动误差计算与研究

采用解析法推导了存在双偏心误差的渐开线齿轮副的传动误差计算公式,建立了其传动误差解析计算模型,同时分析了齿轮副的瞬时节点、传动比误差以及传动误差之间的等价关系;应用RecurDyn软件验证了传动误差计算模型;在啮合频率变负载的动态传动误差仿真的基础上,建立了与理论计算的传动误差及其侧隙值间的关系;在此基础上,针对已有偏心误差情况下,提出齿轮偏心误差初始相位的优化配置方法,得到最小传动误差,为精密传动设备的装配调整提供理论指导。     

加工偏置误差对面齿轮传动接触特性的影响

为了对点接触正交面齿轮传动中加工偏置误差的影响进行分析,建立考虑加工偏置误差影响的点接触正交面齿轮传动坐标系,并推导传动中接触点方程,分析加工偏置误差对正交面齿轮齿形及其传动中接触点位置的影响;根据曲面上任意点处主方向和主曲率的求解方法,分析加工偏置误差对传动中接触点处主曲率的影响;根据布希涅斯克问题的解法,推导传动中正交面齿轮上接触点处接触特性方程,并分析加工偏置误差对传动中接触点处最大压应力的影响.研究结果表明,点接触正交面齿轮传动的接触特性对正交面齿轮的加工偏置误差不敏感.     

双自由度半球型锥齿轮设计与接触分析

为了提供合理的一种双自由度半球型锥齿轮传动设计方法,基于双自由度啮合理论对该齿轮副传动进行研究.根据双自由度齿轮传动原理分析,建立冠轮与半球型锥齿轮共轭运动模型,基于双参数包络原理推导该锥形齿轮齿面方程.通过仿真计算获得齿面坐标数据,联合Pro/E软件建立几何模型.采用有限元方法对半球型锥齿轮副进行接触应力分析.研究表明:当相交轴夹角增大时,最大齿根弯曲应力与接触应力随之增大.     

相交轴螺旋非圆齿轮啮合传动研究

为了将非圆齿轮应用到变速器中,提出一种实现相交轴变传动比运动的螺旋非圆齿轮副,并对其啮合原理进行研究。定义了该非圆齿轮的螺旋节曲线,给出传动比公式及齿轮副周向纯滚动条件,建立了基于包络法加工非圆齿廓数学模型;通过描述圆柱齿轮的各段齿面方程,结合共轭齿廓啮合基本定理,推导出了螺旋非圆齿轮的齿面方程,并验证两者瞬时啮合状态为线接触;利用数值计算软件,生成了精确的非圆齿面,分析了左右非圆齿廓外观特征,为进一步研究和应用提供了理论基础。     

基于ANSYS Workbench的面齿轮传动固有特性分析

以正交面齿轮传动为研究对象,建立面齿轮传动的有限元模型,运用有限元软件A N S Y S Workbenck对该模型进行模态分析,提取该模型的前6阶固有频率和振型进行分析;并研究压力角、齿数差及面齿轮孔径对面齿轮传动固有频率的影响。研究结果表明:面齿轮传动的模态振型以面齿轮振动为主,面齿轮传动固有频率随压力角、齿数差及面齿轮孔径的增大而增大,其中面齿轮孔径对其影响最大,其次是压力角,而齿数差对其影响不大。     

正交面齿轮计算机仿真加工

基于齿轮啮合理论推导了正交面齿轮的齿面方程,建立了齿面的数学模型.通过UG软件的二次开发软件仿真了正交面齿轮插齿加工过程,生成了正交面齿轮的参数化模型.通过该仿真可以直接反映面齿轮的加工参数和面齿轮的关系.使用近似公式对面齿轮变尖半径进行了计算,并运用UG测量工具对仿真模型中的面齿轮变尖半径进行了测量,通过对比二者,验证了仿真的可行性.     

NN型行星传动的传动比与配齿计算

分析了NN型行星齿轮传动的传动比问题,揭示了其传动比的特点以及设计参数对传动比的影响规律,提出了一种简明实用的配齿计算方法。     

基于啮合效率下斜齿圆柱齿轮设计参数的选择

斜齿轮因具有传动平稳和承载能力高等优点而被广泛用于高速、重载传动中。目前对于斜齿轮的设计多以满足齿面接触强度、轮齿弯曲强度和齿面抗胶合承载能力为准则,未考虑设计参数对啮合效率的影响,易造成能源浪费和经济损失。在影响齿轮啮合效率的因素中,滑动摩擦功率损失占主要地位。因此,本文从计算斜齿轮滑动摩擦功率损失入手,通过计算啮合点处的滑动摩擦功率损失并沿啮合线积分,得到斜齿轮啮合效率的表达式,从中揭示出设计参数对啮合效率的影响规律,进而提出在满足齿面接触强度、轮齿弯曲强度和齿面抗胶合承载能力的前提下斜齿轮设计参数的选择原则。     

正交面齿轮齿面方程及三维建模仿真的研究

面齿轮传动是一种圆柱齿轮与圆锥齿轮相啮合的齿轮传动,其传动的原理是渐开线直齿圆柱齿轮和圆锥齿轮相互啮合传动,由于这种特殊的传动关系,因此面齿轮齿面复杂,设计参数多,设计周期长.深入研究了其运动原理,推导了正交面齿轮的齿面方程,同时应用Pro/E 三维软件对其齿面进行建模仿真,提高了面齿轮的设计效率.     

大重合度面齿轮传动设计及仿真

为了提高面齿轮传动的承载能力,改善齿轮副啮合传动时的动态性能,以齿面接触分析和承载接触分析为工具,通过齿面曲线修形调整接触迹线方向,提出设计面齿轮副大重合度的方法．利用盘形刀具对小齿轮沿齿长方向抛物线修形,降低啮合印痕对安装误差的敏感性．以重合度和承载传动误差的振动幅值为目标,给出了大重合度面齿轮传动优化设计流程．引入了啮合齿对系数的概念,对齿轮副的重合度进行了计算．研究结果表明：通过齿轮副抛物线修形因数和抛物线顶点参数,以及沿小齿轮齿向修形因数的设计与调整,可设计出动态性能良好,重合度高达3．0以上的面齿齿轮副,为高负载的面齿轮传动设计提供了依据．     

滚柱活齿传动的啮合建模与仿真

作者应用齿轮啮合原理,对滚柱活齿传动啮合副的啮合运动进行了研究,建立了该类活齿传动各啮合副的啮合方程,采用可视化编程开发了滚柱活齿传动的动态演示系统。     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮传动几何特性分析

根据变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的加工原理与推导得到的齿面方程,确定方程各相关参数的取值范围。基于得到的齿面方程,依据微分几何,得到变双曲圆弧齿线圆柱齿轮凹、凸面主曲率的计算方法。基于空间啮合原理,计算齿轮副在某一输入角速度下两齿面啮合点处的相对运动速度。根据已得到的齿面曲率、相对运动速度计算方法,推导变双曲圆弧齿线圆柱齿轮副滑动率的计算公式。以某一确定设计参数的变双曲圆弧齿线圆柱齿轮副作为算例,计算其主曲率、诱导法曲率和滑动率,分析其变化趋势;并计算不同设计参数下的滑动率,分析设计参数对其影响,以此作为分析该齿轮副设计及优化的参考。分析结果表明：对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮来说,模数越大,齿数比越小,齿线半径越大,则滑动率的变化范围越小,齿轮副在运转过程中的磨损更均匀;就磨损而言,大模数、小齿数比、大齿线半径的齿轮具有更好的性能。建立变双曲圆弧齿线圆柱齿轮副滑动率与磨损之间的量化关系,反映出其正相关关系,为齿轮磨损量的计算提供参考。     

活齿端面谐波齿轮工作啮合副的啮合面积

分析了活齿端面谐波齿轮工作啮合副啮合面积的变化规律及影响因素，并按照活齿齿数与波发生器的波数及端面齿轮齿数关系的不同，分别进行了探讨，推导出了相应的计算公式，为进一步研究活齿端面谐波齿轮工作啮合副的承载能力和强度理论打下了基础。     

斜齿轮传动的啮合刚度计算及其主共振分析

斜齿轮是机械装备的重要传动元件,其啮合刚度的准确计算和传动系统的稳定性分析具有重要的实际意义。根据斜齿轮轮齿接触线的变化规律,结合斜齿轮单对齿单位长度啮合刚度变化规律和ISO刚度计算准则,提出一种斜齿轮啮合刚度计算方法,分析了不同参数下斜齿轮传动的啮合刚度波动特性;基于分析所得的啮合刚度变化规律建立了斜齿轮传动的动力学模型,并利用多尺度法对动力学模型进行了求解,研究了外加载荷和啮合刚度波动对斜齿轮传动主共振的影响。结果表明：给出的斜齿轮啮合刚度计算方法能够较快速、准确地获取啮合刚度波动变化规律,将其引入斜齿轮动态特性分析中,能够更加准确地反映斜齿轮啮合刚度波动和载荷波动对系统主共振稳定性的影响规律;在其他条件不变时,斜齿轮主共振稳定性随静载荷和啮合刚度波动增加而增加,但较大静载荷会导致主共振频率增大,而且在高频激励下,即使较小的啮合刚度波动也会触发主共振的不稳定;载荷波动增加会使斜齿轮主共振幅值增大,使系统稳定性变差。     

变齿厚内齿轮平面包络外转子鼓形蜗杆传动装置设计

将鼓形蜗杆传动装置设计为机器人减速器并应用于机器人的转动关节,有利于机器人减速器的国产化。以变齿厚内齿轮齿面为工具齿面,通过分析鼓形蜗杆副的内啮合运动规律,建立6个标架。通过内齿轮上的辅助标架和工作标架,确定蜗轮转动角度、蜗杆转动角度及工作角度之间的关系。根据啮合原理,建立鼓型蜗杆副的啮合方程、二类界限曲线方程及一类界限曲线方程,再通过MATLAB R2013b绘制图像。依据U10PLUS KV170型电机参数,确定鼓型蜗杆传动装置的设计参数,通过MATLAB绘制蜗杆齿面螺旋线并输出ibl文件,再通过Creo2.0绘制鼓形蜗杆传动装置的3维模型。研究发现：1） 变齿厚内齿轮具有对称的楔形轮齿,在安装过程中可调节内齿轮的相对轴向位置,实现内齿轮与蜗杆在Creo虚拟环境下无干涉装配。2） 鼓形蜗杆副中心距为100 mm,与中心距为220 mm的相同设计参数的环面蜗杆副相比,鼓形蜗杆副的中心距减小,结构更加紧凑。3） 内齿轮设计宽度为110 mm,依据鼓型蜗杆副的接触线在蜗轮甲、乙两齿面的分布范围,确定内齿轮的工作宽度为75 mm。4） 分析一类界限曲线及蜗杆齿根线的空间位置关系,一界曲线分布在蜗杆齿根内部,确定无根切发生。5） 结合传统设计方法,设计具有驱动、传动及支撑一体化结构的变齿厚内齿轮平面包络外转子鼓形蜗杆传动装置。在驱动方面,电机安装在蜗杆内部,实现蜗杆与电机一体化;在传动方面,通过调整内齿轮的相对轴向位置,实现蜗杆副的侧隙调整和磨损补偿;在支撑方面,采用支撑轴进行定位安装,无需安装箱体,实现装置结构的简化。结果表明：内齿轮轮齿的对称楔形结构有利于蜗杆副的安装与调整,可实现蜗杆副的侧隙调整和磨损补偿,提高蜗杆传动副利用率;依据工作宽度设计内齿轮,有利于降低内齿轮制造成本;通过对蜗杆副的接触线、二类界限曲线、一类界限曲线及蜗杆齿根线的空间位置的分析,验证啮合传动的合理性;提出应用于机器人转动关节的驱动、传动及支撑一体化结构设计方案,实现变齿厚内齿轮平面包络外转子鼓形蜗杆传动装置的设计。     

基于MASTA的齿轮变速箱啸叫研究

为了降低变速箱啸叫,以MASTA为平台,建立了变速箱啸叫分析模型,对引起啸叫的主要激励进行了分析。在充分考虑变速箱壳体、轴承、轴及齿轮等零部件柔性变形叠加对齿轮传递误差影响的基础上,对变速箱齿轮重合度、传递误差、齿面接触应力及变速箱振动响应等相关参数进行了数值计算,分析了各参数对变速箱啸叫的影响,并通过对齿轮宏观参数及微观参数进行优化,降低了变速箱啸叫。研究结果表明,通过适当提高齿轮端面重合度,以及进行轮齿修形,可较明显减小变速箱振动响应,为改善变速箱啸叫提供了依据。