点接触齿面啮合分析的基本公式及其应用研究

建立了一个包含四个安装参数和一个转角参数在内的点接触齿面副啮析的数学模型,并导出了一组基本公式。这些公式适用于齿面啮哈的任何接触点。利用这些公式一方面能够计算分析已知点接触齿面副的啮合性能,而且比用ＴＣＡ要方便快速得多,另一方面也能够根据对啮合性能的要求设计点接触齿面副。     

点接触摆线行星传动齿面构建方法

提出了点接触摆线行星传动的形成方法,并在摆线行星传动共轭啮合副的基础上给出形成点接触啮合的基本原理;提出了针齿啮合管齿面的构建新方法,推导出啮合管齿面方程、接触曲线方程,从而建立了以摆线针轮共轭啮合副的啮合曲线为脊线的啮合管共轭齿面。在设计实例中,构建了针齿的啮合管齿面,给出了针齿啮合管的位置参数和啮合管半径的选择方法,讨论了点接触摆线行星传动的特性。     

基于啮合接触分析下的斜齿轮齿面滑动摩擦因数的计算

根据Xu推导出的齿面滑动摩擦因数计算公式,利用斜齿轮副啮合接触分析的相关结果,对斜齿轮齿面滑动摩擦因数进行计算。首先,通过斜齿轮副轮齿接触分析和承载接触分析,得到齿面啮合点的法向载荷、传动误差、接触点位置和接触线长度。其次,将法向载荷带入赫兹公式得到最大接触应力。将传动误差带入齿面啮合点速度计算公式,最终得到齿面啮合点的滑动速度和卷吸速度。最后,将所有参数带入齿面滑动摩擦因数计算公式,得到一对斜齿轮轮齿从进入啮合到退出啮合齿面接触点的滑动摩擦因数。以一对斜齿轮传动为例,利用上述方法计算得到齿面接触点的滑动摩擦因数,与Xu得出的结论进行对照,结果合理。     

点接触内摆线行星传动齿面方程及滑动特性研究

提出了一种点接触摆线行星传动啮合副,推导了内摆线行星传动啮合管齿面方程和接触线方程。给出了设计实例并建立了三维模型。提出了一种利用接触线方程求解空间啮合齿面的滑动率的新方法,计算出点接触内摆线行星传动滑动率并对其主要影响因素进行了分析。结果表明,新型啮合副具有点接触特性,可获得近似纯滚动啮合,齿面滑动率小,传动效率高。     

点接触圆柱蜗杆传动

本文讨论齿轮滚刀滚切的蜗轮与蜗杆啮合所形成的局部共轭点接触蜗杆传动,导出了两齿面啮合的接触点公式,判别接触点邻域发生曲率干涉的相对法曲率公式,以及接触点处的瞬时传动比公式。最后以单头阿基米德蜗杆传动为例,作了分析和计算。本文认为,在局部共轭的点接触蜗杆传动中,齿轮滚刀滚切蜗轮的方法可简化加工工艺,提高传动的接触强度。     

用全成形法加工的内啮合弧齿锥齿轮的齿面接触分析

使用全成形法加工内啮合弧齿锥齿轮与展成法相比有许多优点。本文给出了用这种方法加工的齿轮副的齿面方程和求解接触点的方法，推导了在任意接触点处的二阶分析公式以及在参考点啮合时的三阶分析公式，并讨论了分析的结果。     

点接触渐开线少齿差行星传动齿面构建

根据齿轮啮合原理运动学法,提出在渐开线少齿差行星传动共轭啮合副行星轮外齿轮齿面选定上选定一条光滑曲线Γ,以该曲线的等距曲线作为球心运动轨迹形成管状球族包络面。提出用管状球族包络面代替行星轮外齿轮渐开线齿面,得到新的啮合副,并给出啮合副的统一方程式;详细讨论了由管状包络面形成行星轮新齿廓的方法,该新齿廓称为啮合管齿廓。给出了与曲线Γ相共轭的接触线统一方程,讨论了点接触渐开线少齿差行星传动的啮合特性;啮合管与渐开线内齿轮构成点接触啮合副,点接触啮合副具有滑动率低,传动效率高等特点。     

内啮合曲线构型齿轮传动基本原理及接触分析

在齿轮传动共轭曲线理论研究的基础上,以内啮合曲线构型齿轮传动为对象,推导了沿给定接触角方向的空间共轭曲线副啮合方程,建立内啮合条件下空间共轭曲线副表达式,根据空间等距包络方法构建继承内啮合共轭曲线副特性的啮合齿面,通过改变成型曲面的相对运动位置及等距半径,提出凸齿廓-凸齿廓、凸齿廓-平面和凸齿廓-凹齿廓3种接触型式;以空间圆柱螺旋曲线为例,结合理论分析结果及主要设计参数,建立凸齿廓-凹齿廓内啮合曲线构型齿轮副三维实体模型;定义齿面接触点压力角,给出基于空间共轭曲线的齿面滑动率计算算法,完成内啮合齿面接触迹线计算及分析,后续将对齿面啮合性能、接触力学特性及制造方法进行研究。     

点接触齿面取不同坐标系求解过程的研究

本文系统地阐述了点接触齿面啮合理论中求解接触点的完整过程，并导出了在取不同坐标系时求解接触点的同一计算公式。在啮合传动中，根据具体问题选取不同的坐标系，可应用同一计算公式进行啮合分析与计算。     

用全成形法加工的内啮弧齿锥齿轮的齿面接触分析

使用全成形法加工内啮合弧锥齿轮与展成法相比相许有许多优点。本文给出了用这种方法加工的齿轮副的齿面方程和求解接触点的方法，推导了在任意接触点处的二阶分析公式以及在参考点啮合时的三阶分析公式，并讨论了分析的结果。     

曲线齿锥齿轮点啮合齿面主动控制加工技术

与传统的摇台型锥齿轮机床相比,Free-form型锥齿轮机床具有能够更加有效地加工出性能更好的齿面的潜力。介绍了一种基于Free-form型机床切齿加工理论的点啮合齿面制造技术,提供了Free-form型机床3轴联动切齿加工基本方程及详细的计算公式。直接以工件齿轮的转角为运动参数,将机床其他各轴的运动表达为工件齿轮转角的函数,阐明了机床运动函数及其他机床切齿参数的确定方法。最后,给出了一个实例来说明所介绍的技术及方法。     

线面共轭啮合原理及齿面构建方法

定义曲线与曲面共轭啮合的概念,即给定运动的两构件上的一条光滑曲线和一个光滑曲面始终保持连续相切接触,并给出由共轭啮合副齿面形成曲线与曲面共轭啮合的一般方法,在共轭啮合副的一个齿面上构建啮合管齿面与另一齿面相啮和;提出以适当半径的球体沿啮合曲线的指定等距线包络出管状曲面的齿面构建新方法,推导啮合管齿面方程、接触曲线方程等,给出啮合曲线选取的条件以及啮合管齿面半径的选取范围,从而建立以啮合曲线为脊线构建管状共轭齿面的理论;以摆线针轮行星传动为例,构建针齿螺旋管齿面,讨论线面共轭摆线针轮行星传动的特性;分析表明,线面共轭具有点接触特性,通过构建合适的线面共轭啮合副,可获得近似纯滚动啮合,齿面滑动率小,传动效率高。     

点啮合齿面主动设计研究

论述了一种齿面主动设计的理论和方法,提供了详细的计算公式,并通过设计计算证明了该理论方法的有效性.齿面主动设计是对现行齿轮设计技术的重大革新和完善,它能按照要求的齿轮传动性能来设计齿面,这对于高速和重载齿轮以及有特殊要求的齿轮的设计具有十分重要的意义.     

点接触齿面的安装误差敏感性研究

提供一组显式表达的点接触齿面的接触点位置对安装误差敏感性的计算公式,实例表明,计算结果与实验结果一致。这组误差敏感性计算公式既是误差敏感性分析的基础,也是齿面主动设计数学模型的基本组成部分。     

基于两类特征函数的准双曲面齿轮运动特性分析

从经典空间啮合理论出发,定义了共轭曲面两类基本特征函数和特征矢量,阐述了两类特征函数在共轭曲面啮合特性分析中的作用,给出了共轭曲面啮合运动有关参数的表达方式。应用两类特征函数,对准双曲面齿轮啮合运动特性进行了研究,分析了刀盘半径对齿面卷吸速度、滑滚比、综合曲率半径的影响规律。结果证明,小的刀盘半径有利于改善齿轮副的接触和润滑性能。为齿面进一步拓扑设计和啮合性能控制奠定了基础。     

高重合度摆线内齿轮副时变啮合刚度计算与齿间载荷分配研究

高重合度摆线内齿轮副时变啮合刚度计算和齿间载荷分配是其动力学分析和强度设计的基础,由于是多齿啮合,齿间载荷分配非常复杂,属于静不定问题。结合现有文献,考虑了真实的过渡曲线和精确的轮齿建模,采用更为准确的齿面赫兹接触刚度计算方法,基于势能法建立了与摆线齿形相适应的单轮齿对啮合综合刚度模型,针对该齿轮副的传动特点,构建了其变形协调方程,提出了多齿啮合齿间载荷分配模型。为验证所建模型的正确性并提高仿真分析效率,在ABAQUS中利用Python脚本编程进行二次开发,实现了精确化建模、参数化分析和自动化操作,根据齿轮加载接触分析结果和基于有限元法的轮齿对受载啮合刚度计算方法,得到了不同负载转矩作用下单轮齿对、多轮齿对的啮合综合刚度和轮齿啮合力。对比表明,计算结果趋势吻合、数值接近,验证了建模分析的正确性,可为动力学分析和强度计算提供基础。     

齿轮副端面重合度统一定义及其计算式

针对各种齿轮传动提出端面重合度的统一定义,并且推导其计算表达式,进一步讨论了渐开线齿轮副、微线段齿轮副和正弦齿廓齿轮副的端面重合度的计算问题。齿轮副的端面重合度定义为齿轮作用角（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。根据齿轮啮合原理,由基本齿条的轮廓曲线能够获得其啮合线方程。根据所获得的啮合线方程,以及给定的齿轮副齿顶线方程,就能够根据本文的计算式得到齿轮副的重舍度。对于渐开线齿轮副,该定义与众所周知的“啮合线长度与基节之比”的结果相同。该定义同样适用于非渐开线齿轮副,例如微线段齿轮副、正弦齿廓齿轮副等,而且计算结果更可靠。     

直齿圆柱齿轮啮合刚度的影响因素及其规律性

通过对齿轮啮合刚度计算公式的数学分析,确定了直齿圆柱齿轮啮合刚度的影响因素及规律性,指出渐开线直齿圆柱齿轮的啮合刚度与齿轮模数无关。采用新的当量齿形刚度公式的计算结果进一步验证了本文所得刚度影响因素及规律的正确性,并表明了当量齿形对刚度计算结果的影响。     

渐开线锥形齿轮滚削原理

基于空间双自由度包络运动理论 ,对渐开线锥形齿轮的滚削原理进行了深入的研究。首先通过分解滚切运动 ,由空间任意点相对速度的啮合接触条件 ,分析了滚刀作平移运动所包络出的产形齿条齿面 ,并求解了其主要参数。进而通过对滚刀、产形齿条及锥形齿轮三者之间空间几何关系的分析 ,从理论上阐明了锥形齿轮的滚齿加工原理并推导了机床调整参数的计算公式。理论和试验的结果表明 ,利用有径向进给运动的通用滚齿机可以实现渐开线锥形齿轮的正确加工