圆柱正弦活齿传动受力分析研究

针对目前典型活齿传动多采用双排激波器的结构形式致使传动系统运动链加长、传动效率降低的问题,提出圆柱正弦活齿传动这一具有自平衡能力的新型活齿传动.对圆柱正弦活齿传动进行了受力分析研究,应用变形协调条件,提出了圆柱正弦活齿传动的完整力学模型,根据该模型,可以计算出各构件作用在活齿上的接触力的数值解,并建立了该传动其他构件的受力计算公式,为圆柱正弦活齿传动的结构优化设计和强度分析提供了依据.     

二齿差摆动活齿传动的构件强度研究

根据二齿差摆动活齿传动的工作原理,对二齿差摆动活齿传动进行了受力分析,得出了二齿差摆动活齿传动中摆动活齿和凸轮激波器接触处的法向变形呈正弦规律分布,推导了该传动中各主要零件——摆动活齿、凸轮激波器、活齿柱销以及内齿圈的作用力的显式计算公式.提出了二齿差摆动活齿传动的强度计算方法.针对二齿差摆动活齿传动主要失效形式,应用弹性力学的赫兹理论研究了二齿差摆动活齿传动中摆动活齿与凸轮激波器啮合副和摆动活齿与内齿圈啮合副的接触疲劳强度计算公式;探讨了二齿差摆动活齿传动中活齿柱销的弯曲强度计算方法,推导了相应的强度计算公式,并给出了计算实例.计算表明所推导的受力计算公式和强度计算公式是正确的.研究结果为二齿差摆动活齿传动的设计提供了理论依据.     

摆动活齿传动的强度研究及计算机辅助设计

通过分析摆动活齿沿着激波器接触点的法向变形呈正弦分布的规律,探讨了偏心圆激波器、活齿柱销、内齿圈齿廓作用于摆动活齿传动关键传动件活齿的作用力及其计算公式,基于弹性力学的赫兹理论研究了活齿与激波器啮合副的接触强度和活齿与内齿圈啮合副的接触强度及基于材料力学研究了活齿柱销的弯曲强度的计算方法,推导了相应的计算公式并应用上述方法和公式对活齿传动进行了计算机辅助设计。     

圆柱活齿传动的强度计算

在圆柱活齿传动受力分析的基础和微分几何、弹性力学和优化设计的方法推导出这种传动的强度计算公式，这些公式可供设计计算时参考。     

外波式活齿减速器接触强度的分析与计算

在文献「１－３」的基础上，研究推导了外波式活齿减速器中接触强度的计算公式，利用公式举例计算了不同的活齿传动参数时的接触强度，其结果与实际情况相符合。     

活齿少齿差传动力学模型和强度分析

本文建立了活齿为滚子、激波器为偏心圆、活齿架的导槽为平面而形成的内齿轮齿形为其共轭曲线的少齿差传动受力模型。根据阻力功和动力功相等的原理,推导出关键参数激波器转臂轴承对活齿的最大作用力.得到了各啮合副的受力分布表达式。并根据文[2]的光弹性实验结果,建立了活齿少齿差传动的强度分析模型。得到了主要传动部件固定内齿轮、活齿架和转臂轴承的强度计算公式。为工程设计提供了一个简便的计算方法,     

滚柱活齿传动可靠性分析

在分析滚柱活齿传动原理的基础上，利用其等效机构，对此机构运动进行了可靠性分析。     

复式滚动活齿传动的效率估算

为估算复式滚动活齿传动的传动效率,对其传动原理、结构特性进行了分析,给出了内齿轮的齿形方程及便于应用的啮合副受力分析算法.分析了滚动活齿的啮合效率,并结合传动结构的运动学特征给出了总传动效率的计算公式.该公式可用于复式滚动活齿传动的效率估算.     

摆动活齿传动的啮合效率分析

提出了摆动活齿效率计算方法即滑磨擦系数法的概念。对摆动活齿传动中啮合副各构件间的相对运动进行了分析。将活齿与内齿圈之间的滑动磨擦力和滚动磨擦力用滑滚磨擦力来代替,对摆动活齿传动进行受力分析,导出了有关的受力计算公式,进而推导出摆动活齿传动的啮合效率计算公式给出了应用实例。     

摆动活齿减速器传动系统扭转振动建模

建立了摆动活齿传动系统的扭转振动动力学模型，推导了该扭振系统的动力学控制方程，应用矩阵迭代摄动法，对摆动活齿传动系统的非线性特征谱进行了求解，并给出了特征值谱曲线。     

摆动活齿传动中影响胶合磨损的主要因素

分析了摆动活齿传动中各个几何参数对最大相对速度的影响，给出内齿圈相对速度及曲率的变化规律。计算表明，激波器偏心距和激波器半径对最大相对速度的影响最明显，是影响胶合磨损的主要影响因素；内齿圈凹点的曲率和相对速度较大，是发生胶合磨损主要位置。本文的工作可为摆动活齿减速器的几何参数最优化设计提供理论依据。     

摆动活齿传动弹流润滑的数值计算及分析

应用弹性流体动力润滑理论，建立了摆动活齿传动弹流润滑的基本方程。提出了摆动活齿传动弹流润滑问题的数值求解方法。计算实例表明：摆动活齿传动弹流润滑计算公式和数值计算方法是正确有效的；润滑油膜厚度随载荷增大而减小，随综合曲率半径增大而增大，随卷吸速度增大而增大；活齿与内齿圈啮合副油膜厚度的变化规律是：前半个啮合周期内油膜由厚变薄，后半个啮合周期内油膜由薄变厚，在拐点附近油膜最薄。在拐点附近易产生疲劳点蚀和磨损。弹流润滑研究的结果为摆动活齿传动的摩擦学设计提供了理论依据。     

摆动输出活齿凸轮机构的凸轮廓面分析

传统摆动从动件凸轮机构具有体积小、价格低廉、运动特性良好、可产生复杂运动规律等优点,在印刷机械、农业机械、纺织机械、自动化办公设备等方面有着广泛的应用。随着自动化机械不断朝着高速化、精密化、轻量化的方向发展,对传统的摆动从动件凸轮机构提出了更高的要求。传统摆动从动件凸轮机构在实现大摆角范围输出时需要较大结构尺寸,且凸轮与从动件间多为单个高副接触,承载能力较弱,使其应用受到了一定程度的限制。本文以活齿传动和凸轮机构为基础,提出了一种综合两种传动形式优点的摆动输出活齿凸轮机构,具有齿数灵活、摆角范围宽、可按多种既定凸轮曲线规律摆动输出的特点。介绍了摆动输出活齿凸轮机构的结构组成及传动原理,通过引入凸轮曲线运动规律建立了输入-输出凸轮转角关系,推导了输入、输出凸轮的理论廓线方程和实际廓面方程。给出了凸轮理论廓线曲率公式,分析了凸轮理论廓线曲率最值的变化规律以及凸轮实际廓面不发生干涉的条件。由图形结果可以看出,输入、输出凸轮理论廓线曲率最值分别出现在齿顶及齿根处、始末端点处,其最大值曲线随比值e/R变化过程中存在增长拐点、顶点,并且干涉最先发生在理论廓线的最大偏置距的廓面截线上。因此,在凸轮实际廓面参数R、e、r取值过程中,应满足活齿半径r不超过限定值的条件,并尽量保证比值e/R小于曲线增长拐点所对应的比值且远离曲线顶点所对应的比值,以使凸轮廓面不发生干涉,机构能够平稳运转。     

摆动活齿传动系统的模糊故障树分析

给出了摆动活齿传动系统的功能方框图,建立了摆动活齿传动系统的故障树,以模糊数来表示活齿传动系统故障中各事件发生的概率,提出了活齿传动系统的模糊故障树分析方法,并给出了应用实例。其原理和方法也适用于其它各种活齿传动系统的模糊故障树分析。     

摆动活齿传动内齿圈齿形求解新方法

把齿轮啮合原理应用于摆动活动齿传动分析，计算出了摆动活齿传动中激波器偏心凸轮与活齿的啮合点的坐标，活齿与内齿圈啮合点的坐标，然后求出活齿传动的啮合曲线，内齿圈的齿形曲线，为内齿圈齿形的求解和加工提供了一种新方法，结果表明，理论齿形与实际齿形相符。     

摆动活齿减速器系统有限元模态分析

针对摆动活齿减速器的结构特点，提出了摆动活齿减速器的有限元模型的建模方法。在UG18中建立摆动活齿减速器的三维实体装配模型，将模型输出为Parasolid文件，并读入ANSYS；在划分网格后，在Volume之间的界面上定义接触单元，同时，采用了精度比较高，而且计算规模又可以接受的单元网格划分方法，得到了网格划分图。最后，利用Block Lanczos方法求出了摆动活齿减速器固有频率和振型。模态分系的结果对产品的设计和改进具有一定的指导意义。     

二齿差摆盘式活齿传动的结构与齿形分析

摆盘式活齿传动作为一种轴向活齿传动,具有径向尺寸小的突出特点,但其应用受到自身结构复杂以及载荷与力偶不平衡等因素的限制。本文通过理论计算、建模仿真、作图分析与控制变量等方法,运用Pro/E与MATLAB等软件,对摆盘式活齿传动进行了结构改进与齿形研究。本文在摆盘式活齿传动现有研究成果的基础上,通过理论计算推导出了摆盘式活齿传动的二齿差形式及相应的运动方程与齿形方程,设计出了两相激波器的新结构;对特征零件端齿轮进行了三维建模并对齿面的曲率分布进行了仿真分析,分别研究了曲率沿分度圆柱面的变化情况以及曲率在空间全齿面上的分布情况;通过质点的瞬时圆周运动模型确定了空间全齿面上的齿顶位置,推导出了齿顶处的坐标向量与曲率半径的计算式;研究了平面活齿传动中的顶切现象及原理,由此计算出了二齿差摆盘式活齿传动中顶切的边界条件;用控制变量法分别分析了分度圆半径、传动比、振幅及活齿半径等参数对齿形的影响情况,运用相对偏差的概念在同一坐标系中研究了各参数对齿形的影响程度的大小。研究发现,二齿差摆盘式活齿传动中端齿轮的实际齿顶点位于分度圆柱面的内部而不在柱面上,四个重要参数的变化如分度圆半径减小、传动比增大、振幅增大、活齿半径增大均将导致齿形收窄变尖并引发顶切,其中前两者的变化实质是改变了齿形的周向分布周期,且影响程度较大,是主要影响因素,而后两者的变化实际上改变了齿形的轴向分布范围。