不同共轭原理的双圆弧齿廓谐波齿轮传动分析

综合考虑谐波传动啮合齿廓、弹性变形等因素影响,采用公切线双圆弧齿廓作为谐波传动轮齿齿廓,分别得到基于包络啮合理论、改进运动学啮合理论的精确齿面共轭原理与近似原理,对不同共轭原理的双圆弧齿廓谐波传动的共轭区域、共轭齿廓、运动轨迹及啮合侧隙进行对比分析。研究结果表明:双圆弧齿廓谐波传动存在两个共轭区域,且存在“双共轭”现象。包络啮合理论与基于改进运动学的谐波啮合理论对双圆弧齿廓谐波传动共轭区域、共轭齿廓基本无影响。近似原理对共轭齿廓、啮合完成区域运动轨迹、长轴附近轮齿侧隙影响较小,对共轭区域、啮合初始区域运动轨迹、远离长轴的轮齿侧隙影响较大。     

双圆弧谐波齿轮传动齿廓设计与参数分析

谐波传动轮齿齿廓对装置传动性能具有显著影响,为提高谐波传动装置性能,采用公切线式双圆弧齿廓作为柔轮齿廓,并建立以弧长为参数的双圆弧齿廓函数。基于改进运动学谐波啮合理论研究双圆弧齿廓谐波传动的共轭区域、共轭齿廓,并分析啮合参数和结构参数对共轭区域及共轭齿廓的影响规律。研究结果表明：双圆弧齿廓谐波传动在啮合过程中有两个共轭区域,且存在两次啮合及两点啮合现象;柔轮凸齿廓与凹齿廓圆弧半径、公切线倾角与长度、径向变形量系数、壁厚等对谐波传动的共轭角度与区间、共轭齿廓弧长、共轭齿廓半径与位置等影响显著,且研究实例中适当减小上述啮合参数或结构参数有利于提高谐波传动性能。     

新型圆弧齿同步带基础理论的研究

本文以同步带传动中的带齿与轮齿变形协调关系为基础,对新型圆弧齿同步带的带齿齿根弯曲强度和齿面接触强度进行了综合研究,获得了带齿齿根弯曲应力和齿面接触应力计算式。同时推导出带齿刚度与带齿载荷间的关系式,为实际工程的应用奠定了理论基础。     

圆弧齿线双圆弧齿轮的基本啮合原理

本文研究了圆弧齿线双圆弧齿轮轮齿的形成原理和啮合特点，应用共轭齿面啮合原理和微分几何方法推导出其共轭齿面方程。     

新型圆弧齿同步带带轮齿廓修形研究

本文以带齿齿面接触应力均布为目的,以带齿与轮齿变形相应协调为基础,提出新型圆弧齿同步带带轮齿廊修形的计算方法。按这种方法对原有圆弧齿同步带带轮齿廓进行修形,可明显改善其齿面接触应力分布状况和提高带齿承载能力。     

复合摆线少齿差行星传动的齿廓几何特性与啮合特性变化规律

针对摆线针轮少齿差行星传动的摆线针轮啮合角大、转臂轴承可靠性低与针齿均布位置精度要求高等问题,作者利用几何可控性较强的复合摆线构建少齿差行星内齿齿廓,提出一种新型高性能复合摆线内齿型少齿差行星齿轮副：基于传统摆线行星传动几何原理,提出复合摆线内齿齿廓曲线的几何设计方法,分析齿形调控参数c₂对复合摆线内齿齿廓曲线几何形状与曲率变化的影响规律;基于齿轮啮合运动学共轭原理,建立复合摆线内齿齿廓方程、齿轮副共轭传动啮合方程、少齿差行星共轭齿廓方程与啮合线方程;利用参量转化法分析复合摆线内齿齿廓的啮合界限特性;根据共轭齿廓出现奇异点的几何原理,推导其不发生根切的判定方程;研究该新型齿轮副的啮合线、重合度、压力角、诱导法曲率与滑动率等啮合特性及其变化规律,提出诱导法曲率与滑动率的啮合区间敏感性分析方法。研究结果表明：复合摆线内齿齿廓存在啮合界限点,啮合界限特性与根切判定方程分别为新型齿轮副内齿齿根过渡曲线设计、共轭齿廓无根切设计提供了有效的理论方法;啮合线与重合度的分析表明该新型齿轮副具有多齿啮合特性;当新型齿轮副的齿数、偏心距、齿高和内齿分布圆半径确定后,c₂是唯一影响压力角、诱导法曲率与滑动率的齿轮参数,行星轮压力角的最小值与平均值随c₂减少而降低,在一个啮合周期内,c₂对诱导法曲率与滑动率的影响存在着不敏感与敏感区间,可忽略c₂对不敏感啮合区间诱导法曲率和滑动率的影响,敏感区间的诱导法曲率平均值、滑动率幅值与平均值均随着c₂减少而降低。相对于同参数的传统摆线行星传动,新型齿轮副在压力角、诱导法曲率与滑动率等啮合特性方面具有传动优势,相应地,反应出其较好的多齿啮合特性、传力特性、润滑与承载特性及抗磨损特性,具有一定的工程应用价值。     

摆动活齿传动内齿轮齿形综合及齿形参数分析

论述了摆动活齿齿轮共轭齿廓的综合方法，并就内齿轮齿形进行了综合．同时进一步分析了各齿形参数对齿廓形状及传动性能的影响，为选择齿形参数指出了方向     

准摆线内齿轮的插齿刀齿形

本文以短幅外摆线的等距线为原始齿廓（外齿轮），求取了与之共轭的内齿齿形（准摆线齿形）及切削这种内齿轮的插齿刀齿形，并寻求了用三圆弧替代插齿刀齿形的方法。实例证明，该方法能获得足够的齿形精度，而给插齿刀的制造带来了方便。     

圆弧齿面的计算机绘制

以空间啮合理论为依据，对圆弧齿线双圆弧齿轮的齿面（简称圆弧齿面）进行了研究。从基准齿形的圆弧曲线方程出发，建立了便于计算机图形处理的圆弧齿面数学模型；针对齿面的特点，提出了齿面的计算机绘制方法和消隐算法；解决了复杂齿面的三维图形显示问题。最后，给出了计算机所绘制的图形实例。     

双圆弧谐波齿轮传动柔轮齿廓参数的优化设计

“双共轭”啮合区间对提高双圆弧谐波齿轮传动扭转刚度和传动精度有重要作用,提出一种增大“双共轭”啮合区间的方法。综合利用分段函数和啮合不变矩阵建立柔轮齿廓弧长参数方程和理论啮合方程,可有效简化谐波传动理论共轭齿廓的求解过程。基于此,以缩小共轭齿廓间差异为目标建立优化目标函数,对柔轮齿廓分别以公切线倾角、公切线纵向长度和凹圆弧齿廓半径为自变量进行单参数及多参数优化设计。研究结果表明,该优化设计方法可实现柔轮齿廓参数的合理选择,保证谐波传动“双共轭”运动的精度。     

圆锥形凹齿球面齿轮传动

提出了凹齿齿形为圆锥形的球面齿轮传动原理及加工方法，并对相应凸齿齿形作了分析计算。通过对该种球面齿轮的齿形，重合度，根切等方面的研究。结果表明该种球面齿轮在理论上是可行的。     

圆弧针齿行星传动的研究

本文介绍我们研制新型传动装置——圆弧针齿行星减速器所作的部分工作。其中包括根据最小二乘法原理设计行星轮的纯圆弧齿廓的计算方法,样机的设计、试验及分析。     

推杆针轮活齿齿形方程的简化建模与传动角分析

推杆针轮活齿传动具有结构形式简单、加工方便且加工精度易于保证的优点,而推杆活齿齿形方程是齿形分析的基础和保证传动准确性和稳定性的关键因素。不同于传统使用包络方式推导方程和使用直线近似方程曲线,作者提出了一种新的方程推导和简化方法。应用活齿传动过程中的接触条件,推导了活齿的齿形方程。为简化在活齿齿形和啮合特性等研究过程中的数学计算,应用泰勒展式简化了活齿的齿形方程,并利用该方程推导了活齿传动不失真的参数判别式,以指导活齿传动结构的快速设计。在此基础上,利用简化方程推导了传动角的计算公式,分析了激波器偏心距、针轮回转半径等主要设计参数对最大传动角的影响,结果表明,最大传动角与激波器偏心距成正相关,与针轮回转半径成负相关。进一步, 对活齿齿形简化方程进行了误差分析,分析显示其横、纵坐标误差最大不超过±0.06 μm,因此简化方程可以替代准确方程进行活齿传动的研究。利用活齿简化方程曲线对活齿减速器进行建模,仿真得到其传动比平均误差约为0.007%,表明该机构可以实现定传动比传动。研究结果验证了活齿简化方程的实用性,以及采用活齿简化曲线构建活齿减速器的可行性,并为该机构的设计和应用提供了理论依据。     

产形轮纵向齿廓为摆线的圆弧齿锥齿轮啮合原理

本文从曲齿锥齿轮的加工原理出发,阐述了产形轮纵向齿廓为摆线(即在奥利康机床上加工)的圆弧齿锥齿轮付的点啮合共轭齿面形成原理和基本啮合原理、推导了这种圆弧齿锥齿轮齿面方程     

高扭矩抛物线齿同步带及带轮的齿形设计

本文从同步带的主要失效形式及传动特点入手，提出高扭矩抛物线齿同步带及带轮的设计方法，并利用啮合原理和复变函数求解方法对所设计的带及带轮进行了啮合运动分析和带齿齿廓应力计算分析，得出即满足带与轮啮合传动条件又使带齿有足够强度的带齿和轮齿齿形参数，设计和计算的结果同ＳＴＰＤ同步带相比，载荷在带齿廓上的分布更合理。     

平面啮合的界限点的特性

本文分析了平面共轭曲线的两类界限点与其诱导相对曲率之间的关系,讨论了共轭齿面上该两类界限点以及根切界限点存在的条件。     

用计算机设计渐开线共轭齿廓

共轭齿廓的求法有:运动学法,包洛法,齿廓法线法。其中齿廓法线法比较简单,本文用此法设计渐开线共轭齿廓曲线。现用计算机求共轭齿廓。     

双圆弧弧齿锥齿轮齿面方程的推导

双圆弧弧齿锥齿轮是将点啮合制圆弧齿轮传动形式运用传动形式运用到锥齿轮上的成功例子。本文在对双圆弧弧齿锥齿轮进行啮合分析的基础上，首次推导出双圆弧弧齿轮的齿面方程。     

双圆弧谐波传动柔轮齿形参数多目标优化设计

根据刚轮和柔轮空载下连续不断啮合和"双共轭"现象能有效提高双圆弧谐波齿轮装置的啮合性能,提出了一种圆弧柔轮齿形参数的多目标优化设计方法。针对无公切线双圆弧齿廓,采用改进运动学法和精确转角关系进行共轭齿廓设计,以缩小共轭空白区间与共轭齿廓差异为优化目标,考虑共轭齿廓的存在条件,建立谐波传动多目标优化模型,进行单目标分析及多目标优化。结果表明:该优化方法可实现柔轮齿形参数的合理选择,使空载状态刚轮与柔轮啮合空白区域小于1.2°,共轭齿廓间差异在0.83μm左右,能满足工程应用要求,保证空载连续啮合及"双共轭"传动精度。     

偏心齿轮的共轭非圆齿轮及其渐开线齿廓

讨论了与偏心齿轮共轭的非圆齿轮及其渐开线齿廓，说明该共轭非圆齿轮并非同一的偏心齿轮，它的节曲线取决于偏心圆的偏心率，渐开线齿廓曲线的形状也主要取决于偏心率的数值。