用微机绘制齿廓展成图

国标《GB1356—88渐开线圆柱齿轮基本齿廓》规定的基本齿廓是基本齿条的齿廓,也是实际加工齿条的齿廓,更是产形齿条的齿廓。这3种齿条的定义和本文所用术语的定义,已由国际《GB3374—82齿轮基本术语》中给予阐明。渐开线圆柱齿轮齿廓是以齿轮和产形齿条齿廓的参数数值,根据渐开线齿轮啮合原理,由产形齿条齿廓展成。用PC—1500A型微机绘制渐开线圆拄齿轮出廓,其BASIC程序介绍于下:     

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。     

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。     

三峡升船机船厢驱动系统齿轮齿条传动强度分析

以三峡升船机船厢驱动系统齿轮齿条传动为研究对象,基于共轭啮合理论推导修形齿轮齿廓方程,建立齿轮齿条传动三维接触有限元分析模型,通过罚函数法建立动力接触系统有限元方程,仿真计算齿轮齿条传动的综合位移、等效应力及齿面接触应力。建立含齿廓修形和轴线偏差的齿轮齿条接触有限元模型,分析了轮齿修形与轴线偏差对齿轮齿条传动啮合性能的影响,为三峡升船机的可靠运行提供依据。     

少齿数齿轮轮廓曲线方程的建立与加工

渐开线齿轮的齿廓曲线由渐开线和齿根过渡曲线组成,其中齿根过渡曲线影响齿根弯曲强度,并对啮合时干涉、变位系数的选择都有直接影响。基于范成法加工原理,建立动坐标系和静坐标系,通过动、静坐标变换,推导出齿廓渐开线和齿根过渡曲线的数学方程;基于Pro/E绘制出齿数2~4的少齿数齿轮的端面齿形,验证了方程的正确性;通过对普通滚齿机的改造,加工出齿数2~4的少齿数齿轮。     

偏心圆柱齿轮齿条机构的设计、建模与仿真

介绍了一种新型偏心圆柱齿轮齿条机构。其齿轮为偏心放置的正常圆柱直齿轮,齿条节曲线为平面曲线。两者相互啮合,可以实现特定的运动要求。根据齿廓啮合基本定律,推导了齿条的节曲线方程。并进一步借助产形齿条的概念,计算了齿条的齿廓方程。最后对该机构进行了三维建模与运动仿真,初步验证了设计和建模过程的正确性。     

修形齿轮成形磨削误差仿真分析

为进一步提高成形磨齿的齿形修形精度,提出了渐开线齿轮修形齿形通用算法模型。在齿轮齿廓法线方向上进行修形,建立了齿廓修形齿形一般数学模型。齿形修形后齿轮齿面变为非标准渐开线螺旋面,根据齿轮啮合原理,推导出针对修形齿轮磨削的成形砂轮截形的一般数学式。针对某型数控成形磨齿机床,以加工右旋斜齿轮为实例进行仿真加工分析。结果表明:所提齿形修形算法正确可行;由机床各轴间联动实现齿轮加工运动,磨削过程中由于存在齿轮磨削主导面,齿轮右侧齿槽误差分布情况优于左侧齿槽;齿轮齿形最大误差位于修形齿廓齿根过度区域。     

一种非圆齿轮齿条机构的设计方法与分析

从传动比函数的角度出发,进行非圆齿轮齿条的设计,利用产形齿条是标准直齿条完成非圆渐开线直齿轮的齿廓设计,根据坐标变换完成齿条的齿廓设计。给定传动比函数,推导出相应的非圆柱直齿轮和齿条的节曲线方程;在MATLAB编程环境下进行齿廓的编制,进一步导入Pro/E中完成非圆齿轮齿条的三维模型建立,最后利用动力学仿真软件ADAMS完成非圆齿轮齿条的速度响应分析。所得到的齿条速度响应曲线基本与给定传动比函数的谐波曲线保持一致。     

微段渐开线齿轮齿廓直角坐标方程的建立

介绍了微段渐开线齿轮齿廓形成过程，通过坐标变换的方法建立了微段渐开线齿条／齿轮齿廓的直角坐标方程，对研究这种新型齿廓起着重要的作用；建立了微段渐开线齿条和齿轮的齿廓直角坐标方程，就可通过计算机手段进行虚拟设计，从而进一步研究影响微段渐开线齿廓的参数的变化规律及优化设计、啮合特性、用有限元方法将其与渐开线齿轮进行强度方面比较、加工方法的模拟及刀具设计。     

变齿厚斜齿轮的齿面生成研究

根据齿轮啮合原理及变齿厚斜齿轮的加工原理,由产形齿条的齿面方程,推导了变齿厚斜齿轮渐开螺旋面、过渡曲面及齿根面的齿面方程;用Matlab编程生成了变齿厚斜齿轮完整、精确的齿面;由生成齿面上点的三维坐标值,建立了变齿厚斜齿轮的精确实体模型。这一齿面生成的方法具有一定的通用性,可以方便地生成圆柱直齿轮、斜齿轮以及变齿厚直齿轮的精确齿面。     

分阶式双渐开线齿轮啮合特性及有限元研究

利用空间啮合原理,建立分阶式双渐开线齿轮型线齿廓理论与数学模型,推导双渐开线齿轮端面齿廓方程和接触线方程,对相互啮合的两个双渐开线齿轮端面啮合过程及接触线变化进行模拟分析,基于ANSYS有限元分析软件,利用其中的参数化设计语言APDL,精确建立双渐开线齿轮的单齿啮合和双齿啮合有限元模型,并对其进行接触有限元分析.分析结果表明,节点附近啮合时,双渐开线齿轮接触线发生间断,并且单齿啮合远大于双齿啮合的齿面最大接触应力.     

K-H-V型少齿差减速器齿轮啮合可视化建模与分析

建立了少齿差减速器内齿轮副渐开线齿廓齿形和过渡曲线数学模型 ,综合考虑了齿条刀具和插齿刀加工内齿轮副两种情况下的齿根过渡曲线 ,采用可视化编程开发了渐开线少齿差行星传动齿轮啮合动态演示系统     

非对称齿形活齿端面谐波齿轮啮合副的齿面方程

介绍了非对称齿形活齿端面谐波齿轮啮合副的结构形式。在引入齿形非对称系数描述齿形非对称程度的基础上,将对称齿形的活齿端面谐波齿轮的啮合原理及啮合副的齿面方程推广到非对称齿形的活齿端面谐波齿轮(可将对称齿形作为非对称齿形的一种特殊情况),从而推导出了非对称齿形活齿端面谐波齿轮的瞬时传动比保持恒定的条件和各啮合副的齿面方程。     

螺旋渐开线齿轮的齿面生成研究

针对圆柱型螺旋渐开线齿轮不易滚削加工的问题,构造出一种碟形螺旋渐开线齿轮,使其滚削加工成为可能。根据齿轮啮合原理及特殊的加工方法,由产形齿条的齿面方程,推导了碟形螺旋渐开线齿轮的渐开螺旋面、过渡曲面及齿根面的方程。采用MATLAB编程得到碟形螺旋渐开线齿轮齿面的点三维坐标值。由生成的齿面上点的三维坐标值,在Pro/E中构建了碟形螺旋渐开线齿轮精确实体模型,为该齿轮的接触分析与有限元分析奠定了基础。     

螺旋渐开线齿轮的齿面生成研究

针对圆柱型螺旋渐开线齿轮不易滚削加工的问题,构造出一种碟形螺旋渐开线齿轮,使其滚削加工成为可能。根据齿轮啮合原理及特殊的加工方法,由产形齿条的齿面方程,推导了碟形螺旋渐开线齿轮的渐开螺旋面、过渡曲面及齿根面的方程。采用MATLAB编程得到碟形螺旋渐开线齿轮齿面的点三维坐标值。由生成的齿面上点的三维坐标值,在Pro/E中构建了碟形螺旋渐开线齿轮精确实体模型,为该齿轮的接触分析与有限元分析奠定了基础。     

任意转角位置的渐开线齿轮齿廓参数方程的研究

提出了任意转角位置的渐开线齿轮齿廓的参数方程。该方程能准确、真实地描述整个渐开线齿轮端面齿廓,为齿轮啮合、运动学和动力学分析提供了新的理论依据。     

新型环面渐开线齿轮齿面生成和几何特性研究

环面渐开线齿轮是一种对安装误差不敏感,无须修形就具有良好啮合性能,并且加工便捷的新型齿轮。根据环面渐开线齿轮的加工原理,从产形齿条的齿面方程出发,推导了凸环面渐开线齿轮和凹环面渐开线齿轮的完整齿面方程;利用MATLAB编程计算出环面渐开线齿轮齿面上点的三维坐标值,生成了精确齿面,并在Pro/E中建立了齿轮的实体模型;基于齿面数学模型,通过计算仿真对环面渐开线齿轮的根切与尖化现象进行了分析,获得了环面渐开线齿轮的根切界限曲线、尖化初始点以及不发生根切与尖化现象的最大齿宽;根据已生成的齿面进行有安装误差条件下的齿轮接触分析,证明了环面渐开线齿轮对安装误差不敏感。       

内啮合斜齿轮高精度三维有限元自动建模方法

为提高内啮合斜齿轮有限元接触分析的建模速度和模型精度,提出了一种齿轮高精度三维有限元模型的自动建模方法。基于齿轮插刀齿廓方程,利用齿廓法线法,得到包括齿根过渡曲线的内、外斜齿轮端面齿廓,建立了内、外齿轮参数化粗网格有限元模型。开发了表层六面体网格剖分方法,自动识别齿面接触带单元,进行分级剖分细化,保证了有限元模型的建模精度和网格密度。进行了齿面接触分析,得到了内啮合斜齿轮的弯曲应力、接触应力、接触印痕、传动误差、时变啮合刚度和载荷分配率。粗细网格有限元模型计算结果对比分析表明,该方法提高了内啮合斜齿轮有限元建模效率和计算精度,缩短了计算时间,为快速准确的齿轮接触分析奠定了基础。     

齿廓误差对斜齿轮接触特性的影响研究

为了研究齿廓误差对斜齿轮接触特性的影响,推导出含齿廓形状误差和齿廓倾斜误差的渐开线方程,并在ANSYS中建立了含齿廓误差的有限元模型,基于该模型获得了齿廓误差对最大接触应力、弯曲应力、载荷分布的影响规律。结果表明,齿廓形状误差和齿廓倾斜误差降低了齿轮的接触强度和弯曲强度,改变了齿轮的载荷分配状况,当齿廓形状误差大于5μm或齿廓倾斜误差等于0.5°时,齿轮由三齿啮合逐渐变为双齿啮合,双齿啮合逐渐变为单齿啮合,影响了齿轮的承载能力。     

基于Pro/E的非标齿廓变位直齿轮的参数化建模

针对非标齿廓齿轮,尤其是有变位的非标齿廓的渐开线齿轮的的模型很难精确建立的问题,根据渐开线生成原理和理论公式,在Pro/E中利用方程建立渐开线,保证了渐开线齿轮齿形的准确性。利用Pro/E软件的参数化技术,通过建立齿轮各个变量及与之相啮合齿轮的变量与齿轮基本参数关系,实现非标齿廓的渐开线变位直齿轮的三维参数模型的精确建立,为产品的系列化结构设计及CAE分析提供了可靠的依据。