不同齿形谐波传动柔轮齿廓设计及有限元分析

建立了公切线双圆弧齿廓谐波减速器的齿形曲线,对采用包络啮合理论设计的双圆弧齿廓进行了共轭齿廓拟合分析,利用ANSYS对渐开线齿廓与双圆弧齿廓谐波减速器进行了对比分析。分析了空载和负载状态下两种齿廓柔轮的齿廓前端的径向变形和切向变形。结果表明,空载状态下双圆弧和渐开线齿廓变形相同,加载后变形发生变化并且双圆弧齿廓的变形都小于渐开线齿廓且承载能力更大。     

基于啮合角函数的平面圆齿轮共轭齿廓求解及几何特性研究

定义了啮合角函数,由此,建立了共轭齿廓方程,并导出齿廓曲率半径、齿廓弧长和滑动系数计算公式;提出了齿廓根切和啮合界限点的条件。啮合角函数决定了齿廓形状及几何特性,无需坐标系间的旋转变换,可直接由啮合角函数求解共轭齿廓;无需先给定齿廓曲线,即可由啮合角函数系统地对齿廓几何特性进行分析。该共轭齿廓的直接求解及几何特性研究甚为简便。     

滚珠减速器的传动设计原理

本文介绍了在以标准滚珠作为活齿的活齿传动机构中,采用直线近似齿廓代替理论齿廓的传动设计原理,论述了实际齿廓即直线近似齿廓对理论齿廓的拟合程度及采用实际齿廓后传动的平稳性。采用标准滚珠及实际齿廓的滚珠减速器的最大特点是仅用通用设备即可加工生产,加工工艺极为简便,制造成本较低,可广泛用于机械传动。     

基于啮合角函数的非圆齿轮齿廓求解及几何特性研究

定义了非圆齿轮的啮合角函数 ,由此 ,建立了非圆齿轮齿廓方程 ,并导出非圆齿轮齿廓曲率半径、齿廓弧长和滑动系数计算公式 ;提出了齿廓根切的条件。啮合角函数决定了非圆齿轮齿廓形状及其几何特性 ,由啮合角函数可直接求解共轭齿廓 ;无需先给定齿廓曲线 ,即可由啮合角函数系统地对齿廓几何特性进行分析。该共轭齿廓的直接求解及几何特性研究甚为简便。     

基于ISO1328-1:2013的齿廓偏差评定方法研究

针对ISO 1328-1:2013中齿廓偏差定义及评定方法与前一版本差异较大的问题,对ISO 1328-1:2013中的齿廓偏差定义及评定方法进行了细化分析和计算,包括齿廓计值范围和齿廓计值长度、平均齿廓线拟合和齿廓测量数据滤波等方面。给出了符合ISO1328-1:2013的齿廓偏差评定流程,开发了基于ISO 1328-1:2013的齿廓偏差评定软件;采用齿轮测量中心获取齿廓测量数据,进行了齿廓偏差评定,对基于ISO 1328-1两个版本的齿廓偏差评定结果进行了对比分析,并在所开发的齿廓偏差评定软件中,计算和显示齿廓偏差评定参数、评定结果以及评定曲线。研究结果表明:对于同一组齿廓测量数据,基于两个版本标准的齿廓偏差评定结果存在一定的差异,该差异符合ISO 1328-1:2013相对于前一版本在齿廓偏差评定中做出的变更,可为ISO 1328-1:2013的应用提供参考。     

谐波传动啮合齿廓及强度计算

一、啮廓曲线谐波齿轮传动的理论齿廓是一种不能用初等数学描述的曲线,工艺上难以实现。为了便于制造和检测,必须采用一种工艺上易于实现的曲线作为工作齿廓以代替理论齿廓;两齿廓间的误差值控制在传动精度允许范围之内。目前,对于一般工艺水平,能满足此要求的齿廓有三角形齿廓和渐开线齿廓。     

基于齿廓法线法的蜗线齿轮齿廓设计

齿廓设计是非圆齿轮设计加工的关键,其设计精度直接影响齿轮的啮合及传动特性。针对蜗线齿轮齿廓设计问题,通过齿廓法线法推导了齿廓上任意一点的坐标方程,并基于此设计了蜗线齿轮的齿廓,其齿廓数据为该类齿轮的加工编程提供了有效的加工点。对比分析了齿廓法线法与折算齿形法的优缺点,为非圆齿轮齿廓设计提供依据。     

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。     

基于凸轮机构的新型推杆活齿传动的齿廓理论

基于几何封闭的凸轮机构的传动原理,提出任意齿差的新型对心直动推杆活齿传动的齿廓理论。提出激波器、中心轮的齿廓方程,并对激波器齿廓和中心轮齿廓通过活齿的间接共轭进行了数学证明。推导了活齿数和激波器齿数、中心轮齿数的关系,并证明了活齿均匀分布。采用相对角速度法推导了新型活齿传动拓展形式的传动比。给出了符合齿廓方程的对称齿廓和非对称齿廓两种类型的齿廓的设计实例。     

渐开线谐波齿轮的空间齿廓设计及啮合特性分析

考虑杯形柔轮在波发生器作用下的锥度变形特征,设计刚轮空间齿廓可有效降低齿间侧隙,提高谐波齿轮的啮合性能。在垂直于轴线的多个横截面内,将刚轮空间齿廓设计转化为由多个平面齿廓放样算法表达的空间曲面设计。在各横截面利用精确算法的共轭方程求解获得共轭齿廓离散点,基于渐开线齿廓特征对各截面内的共轭齿廓离散点拟合得到相应的变位系数。利用基于精确算法的变形后柔轮轮齿位置定位方法设计了相应的侧隙计算方法,获得空间齿廓在不同截面内的侧隙分布。为验证由多个截面内齿廓放样获得的空间齿廓的啮合性能,采用Solid Works建立刚轮和柔轮的空间齿廓装配模型,并进行干涉检查和侧隙结果验证。实例验证表明:相比平面齿廓,空间齿廓能增大啮合区间和齿廓接触面积,更多的啮合齿对保证了空间齿廓谐波齿轮具有更高的承载能力和更长的疲劳寿命。