螺旋齿面齿轮两自由度车齿原理研究

针对现有齿轮加工方法不能加工较大螺旋角的螺旋齿面齿轮问题,提出了一种螺旋齿面齿轮的车齿加工方法。根据空间交错轴啮合原理,建立螺旋齿面齿轮两自由度车齿的理论加工模型,研究车齿刀、假想螺旋产形齿轮和螺旋齿面齿轮的安装布置关系,分析面齿轮车齿中的自由度,建立车齿中刀具和面齿轮的展成运动模型。以直齿渐开线作为刀具的切削刃形,运用微分几何与啮合原理,推导车齿加工的啮合方程、螺旋齿面齿轮的工作齿面方程以及过渡齿面方程,并建立了螺旋齿面齿轮的车齿齿面与理论齿面的误差分析模型。仿真表明：凸齿面离散点误差为-0.01～-0.02mm,凹齿面离散点误差接近0,从而验证螺旋齿面齿轮两自由度车齿加工原理的可行性。     

渐开线环形齿球齿轮传动原理与运动分析

介绍了一种新发明的球齿轮传动--渐开线环形齿球齿轮机构。与传统的Trallffa球齿轮相比,新型球齿轮一是采用了渐开线齿廓,二是轮齿在球面上呈环形连续分布,因而克服了离散齿球齿轮存在传动原理误差和难以加工这两个缺陷。首先介绍了这种新型球齿轮传动及其齿面的形成原理,以及派生出的另外一种新机构--球齿轮齿盘机构;为便于分析研究,对新型球齿轮传动的各部分名词术语进行了定义,然后分析了球齿轮机构的安装方式与结构特点以及球齿轮传动的啮合特点;给出了这种新型球齿轮机构的正确啮合条件和连续传动条件。还推导出这种新型球齿轮的齿面方程和啮合方程,理论结果证明了环形渐开线齿廓的共轭齿廓曲面仍然是环形渐开线曲面。利用方向余弦矩阵法分析了分别固联于主动球齿轮和从动球齿轮上两个动座标架之间的关系,通过旋转变换,分别推导出球齿轮机构和球齿轮齿盘机构的正、逆运动学模型,借助于行星轮系传动比计算方法求出了球齿轮行星传动中行星轮输出轴的偏转角与系杆框架偏转角之间的关系。     

渐开线环形齿球传动中齿面曲率及曲率半径研究

首先从渐开线环形齿球齿轮的形成原理出发,导出环形渐开面参数方程式;然后利用微分几何原理推导了齿球齿轮传动的齿面主曲率与主方向,得出面齿轮传动中诱导法曲率的两个主值;分析了传动中的主要参数对曲率的影响,所获得的结论对面齿轮传动的接触强度计算与分析具有参考价值。     

渐开线环形齿球齿轮副接触点共轭曲率半径及接触强度计算研究

从渐开线环形齿球齿轮齿廓曲面基本方程出发,根据理论论证和工程计算的不同需要,首先采用两种不同方法推导得出了其齿廓曲面上任意接触点处的主曲率计算公式,然后在此基础上进一步分析研究,完整地提出了渐开线环形齿球齿轮副接触承载能力计算方法,并进一步给出了有限元对比实例计算分析验证结果,解决了渐开线环形齿球齿轮自发明以来长期缺乏轮齿接触强度计算方法的问题。     

微线段环形齿球齿轮传动的齿面接触分析

探讨了微线段环形齿球齿轮的构造过程,分析了球齿轮啮合过程中接触椭圆的变化规律,计算了微线段环形齿球齿轮的传动曲率与接触强度,建立了微线段环形齿球齿轮传动的参数化模型。采用有限元方法分析了微线段环形齿球齿轮轮齿的接触和弯曲应力,并与相同参数的渐开线球齿轮进行了对比分析。数值模拟结果表明,微线段环形齿球齿轮的接触应力和弯曲应力比渐开线球齿轮都有较大幅度的减少。     

渐开线弧齿圆柱齿轮副齿面接触应力分析

简要论谜了渐开线弧齿圆柱齿轮的主要几何参数,从其齿面方程出发,分析渐开线弧齿圆柱齿轮副齿面接触线与啮合重合度.在此基础上推导出渐开线弧齿圆柱齿轮副齿面接触应力计算公式,并通过有限元分析软件比较直齿、斜齿、弧齿齿轮副齿面接触应力.与直齿、斜齿齿轮副相比弧齿齿轮副具有更低的齿面接触应力、更好的传动特性.     

球齿轮渐开线齿廓曲面磨削加工方法研究

球齿轮是在其球冠面上分布着一道道环形齿的新型齿轮。在分析球齿轮形状特征的基础上,将普通齿轮的范成法加工原理推广应用到球齿轮渐开线齿廓曲面的磨削加工上,形成了球齿轮渐开线齿廓曲面的范成法精密磨削加工方法。并设计了五自由度的加工机床方案。该方案的创新之处在于当球齿轮与盘形砂轮进行啮合运动时,球齿轮并不是绕过球心的竖直轴转动,而是绕平行于过球心的竖直轴的轴转动,盘形砂轮的运动是在二维平面内的平动。推导出了球齿轮渐开线齿廓曲线曲面的参数方程,仿真和实际的加工实验验证了该方案的正确性。     

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。     

渐开线齿轮机构齿廓磨损的研究

传统的渐开线齿轮传动理论认为 :齿轮机构运行时轮齿沿齿面均匀磨损 ,磨损后的齿廓仍可保持原渐开线形状。本文通过分析影响齿轮齿廓磨损的各个因素的变化规律 ,对高速及中低速渐开线齿轮机构磨损后轮齿齿廓的变化规律进行了研究。结果表明 :高速及中低速渐开线齿轮机构经长期运行后 ,其磨损的轮齿齿廓不再保持原有渐开线形状 ,因此会加剧齿轮机构的振动和噪音。     

小齿轮齿线修形对弧线齿面齿轮齿面影响分析

结合渐开线齿廓弧齿圆柱齿轮齿面生成原理,增大弧线齿圆柱齿轮凹齿面的圆弧半径,推导圆柱齿轮齿面方程,得到截面单齿厚度延轴线不同的弧线齿圆柱齿轮。以弧线齿圆柱齿轮为假想刀具,推导出弧线齿面齿轮齿面方程,将有无齿线修形的面齿轮做对比,并进行了内径分析。结果表明,在保持原有面齿轮设计参数不变的情况下,修形后的面齿轮与原面齿轮内径处的齿厚相差0.113 mm,且面齿轮单齿齿厚沿着齿宽由内向外逐渐增大;同时,修形后的弧线齿面齿轮外径端面并不是尖状,而呈现平面状,从而避免了修形后的面齿轮出现外径齿顶变尖现象。因此,对小轮齿线修形可增加面齿轮单齿厚度,提高面齿轮传动强度;也为后续齿线修形生成的弧线齿面齿轮抗偏载及啮合特性等方面提供了理论基础。