基于ANSYS Workbench的凸轮激波滚动活齿传动强度分析

对凸轮激波滚动活齿传动的齿形方程及强度分析问题进行了研究。介绍了凸轮激波滚动活齿传动的传动结构,基于转速变换和包络原理建立了激波凸轮、中心内齿轮的理论及工作齿形方程,给出了中心内齿轮齿廓的曲率分布规律。采用Pro/E软件建立了凸轮激波滚动活齿传动的三维模型,在有限元分析软件ANSYS Workbench中建立了其有限元模型。对传动装置进行了强度分析,初步得到了等效应力和应变的分布情况,为装置的进一步优化设计提供了参考依据。     

凸轮激波滚动活齿传动活齿架的结构设计及整机装配检验

分析了凸轮激波滚动活齿传动活齿架的结构设计及加工工艺,设计的活齿架既要与激波凸轮及中心轮不干涉,又要保证活齿与激波凸轮及中心轮符合啮合要求,且能在活齿架的U型槽中有足够的运动空间.分析讨论了该传动装置中重要零部件如活齿架、激波凸轮、中心轮等的加工工艺.以PRO/E软件为工具,对中心轮工作齿廓的生成方法、中心轮实体仿真及曲率进行了分析.将各零件按需要的啮合关系装配了起来,并对整机进行了干涉检验,经检验各零件间无干涉,各零件的设计结构及尺寸符合预期要求.     

凸轮激波滚动活齿传动的几何设计

对凸轮激波滚动活齿传动的参数选取及几何设计问题进行研究。分析传动比、凸轮理论半轴长度以及活齿半径等齿形参数对内齿轮齿形性质的综合影响,以内齿轮不发生齿形干涉为前提建立齿形参数之间的取值联系。根据传动原理及活齿架的结构特点,给出活齿架几何参数的计算公式,提出避免传动构件之间发生运动干涉、并满足装配要求和传动连续性的活齿架参数取值条件。基于前述分析,给出凸轮激波滚动活齿传动的几何参数设计步骤,结合示例说明此类传动装置的几何参数设计过程。示例表明,根据给出的齿形参数取值联系、活齿架参数的取值条件以及参数设计步骤可以简化凸轮激波滚动活齿传动的设计过程并得到满足要求的几何参数组合。     

双相正弦激波推杆活齿传动齿形综合与啮合力特性

针对新型双相正弦激波推杆活齿传动,进行了齿形综合和啮合力特性分析。首先,根据其结构和传动原理设计了双相正弦激波器廓线,推导出该传动机构中心轮齿廓方程及其变曲率计算公式,根据中心轮齿廓曲率变化曲线得到齿廓不发生干涉的条件,分析了中心轮实际齿廓干涉的影响因素;然后,基于变形协调条件分析了推杆活齿啮合副的啮合力及其变化规律和影响因素,分别得到推杆活齿与中心轮和激波器啮合的最大啮合力;最后,研究推导出传动机构的压力角计算公式,并分析了压力角的变化规律和影响因素。结果表明,传动比是影响中心轮实际廓线干涉的主要因素,波幅值次之;波幅值是影响啮合力的主要因素,形成双正弦激波凸轮理论廓线的基础圆半径ρ_0次之;而波幅值是影响压力角α_1的主要因素,ρ_0是影响压力角α_2的主要因素。研究为该传动机构设计和性能分析提供了理论依据。     

基于MATLAB的双余弦滚动活齿传动的廓线分析

提出一种能实现任意齿差数的新型活齿传动的啮合副曲线——双余弦啮合副曲线,基于这种啮合副曲线推导出激波凸轮和中心轮的廓线方程。利用MATLAB对廓线方程进行编程,实现了任意齿差数活齿传动的激波凸轮和中心轮的廓线设计,为后续的活齿传动设计的三维建模提供三维曲线数据,并分析几个齿形参数对廓线曲率的影响。不同于传统活齿传动研究中所使用的"等效机构法",基于双余弦啮合副曲线的设计方法,只需改变几个参数就可以实现任意齿差数的活齿传动设计。     

凸轮激波复式活齿传动的结构及齿形分析

提出一种新颖的大速比传动装置——凸轮激波复式滚动活齿传动装置，该传动装置由一级NGW型行星传动机构与一级凸轮激波的二齿差滚动活齿传动机构串联组成。对其传动原理、传动比及传动特性进行了分析，以此为基础设计了装置的传动结构。导出了中心内齿轮的齿形方程，给出了齿形计算示例，并进一步分析了相关参数对齿形几何性质的影响。     

任意齿差滚动活齿传动压力角计算方法及其影响因素分析

针对任意齿差滚动活齿传动机构不同几何形状和运动方式,综合凸轮机构学,运用活齿啮合基本理论,建立表征各类活齿运动规律特点的解析式,推导出统一的齿廓方程,最终建立压力角解析表达式模型。通过仿真分析,得到不同齿形滚动活齿传动机构压力角的变化规律,获取齿形参数对机构压力角的影响关系,确定齿形参数区域,使活齿传动机构的压力角达到理想值,获得最大传动效率。计算方法与分析结果可用以指导任意齿差滚动活齿传动的齿形参数优选和结构设计。     

双相外激波摆杆活齿传动耦合刚度

针对双相外激波摆杆活齿传动的结构特点,提出了活齿传动耦合刚度的概念。通过建立固定于活齿架的整体系统坐标系,分别推导出外激波凸轮与中心轮的齿形方程及传动压力角,综合应用变形协调条件与Palmgren形变公式,求解了多齿接触的系统径向力。在此基础上计算了传动系统的时变耦合刚度,并结合实例分析了主要结构参数对耦合刚度系数的影响。     

双激波套筒活齿传动齿形综合及非线性力学性能研究

根据双激波套筒活齿结构和传动原理,推导出中心轮工作齿廓。以中心轮工作齿廓不发生干涉为前提,建立结构参数的取值联系。考虑啮合副载荷与变形之间的非线性关系和活齿空心度对变形的影响,建立啮合副非线性力学模型,分析啮合力变化规律及其影响因素。针对啮合副为有限长线接触啮合,建立非Hertz接触分析模型,应用数值法求解啮合副的有效接触区和接触应力,分析啮合副的接触疲劳强度和柱销的弯曲疲劳强度。结果表明,结构参数取值联系和啮合力影响因素可为双激波套筒活齿传动设计提供参考;采用计入空心度的非线性力学模型和非Hertz接触模型,可减少线弹性和Hertz理论简化处理产生的误差,使强度计算更加符合实际。     

摆动输出活齿凸轮机构传动及齿廓方程

融合活齿传动和凸轮机构两种传动形式的优点,提出了摆动输出活齿凸轮机构,并分析了其结构及传动原理。作为一种新颖的传动形式,该机构具有齿数灵活、全齿啮合、摆角范围宽,可按简谐曲线、等加速度曲线以及无停留修正梯形曲线等多种既定规律摆动输出的特点。借助凸轮曲线位移的已知性建立了输入、输出凸轮转角在任意时刻的对应关系以解决传动比不恒定而无法直接创建传动关系的问题,进而推导出了输入、输出凸轮的理论齿形方程和工作齿廓方程。在理论分析的基础上,给定设计参数并绘制输入、输出凸轮的理论齿形与工作齿廓啮合线以及机构啮合位形,皆未发生干涉现象,验证了方程推导的正确性,为以后进一步的研究及应用提供了分析基础。