双圆弧齿廓谐波齿轮传动优化设计方法

为了提高双圆弧谐波齿轮传动稳定性和承载能力。建立了双圆弧-直线柔轮齿廓方程,考虑柔轮变形后中线伸长的特点,研究了在啮合中柔轮变形转角位置精确计算方法,并运用曲线包络法和坐标变换获得刚轮齿形的数学模型。研究了沿齿廓法线精确获得齿侧间隙的方法,以得到最小齿侧间隙和最大有效啮合齿高为目标,建立了齿轮传动数学模型并进行优化求解,对谐波齿轮齿形参数进行优化和啮合仿真分析。结果表明:双圆弧谐波齿轮传动为双共轭啮合,齿侧间隙在优化后减小了30%,有效提高了双圆弧谐波齿轮传动的平稳性。

人字齿轮对称度偏差对系统振动特性的影响分析

为了解决人字齿轮两侧轮齿对称度偏差引起的人字齿轮系统轴向振动、噪声的问题。文中基于对称度偏差的人字齿轮系统轴向振动特性,采用齿轮齿距测量法对齿轮副的对称度偏差进行测量。提出了考虑对称度偏差的人字齿轮系统动力学分析模型,在精确求解两侧轮齿非对称的齿轮啮合刚度的基础上,仿真分析了不同工况对称度偏差引起的齿轮系统轴向振动特性规律。构建了人字齿轮传动系统试验台,在中低速条件下进行了变工况人字齿轮系统的轴向振动特性的测试。研究结果表明:对称度偏差对人字齿轮轮齿两侧的啮合冲击影响较小,对啮合刚度影响更为明显且负载偏低一侧齿轮副的啮合刚度略小;试验得到三个不同测点的小齿轮轴向振动速度曲线,与理论结果存在26%误差,曲线对比表明小轮轴向振动速度变化趋势具有高度的一致性。

齿侧间隙优化的双圆弧谐波齿轮传动动力学分析

为了优化谐波齿轮传动齿廓结构,减小谐波齿轮传动的齿侧间隙以提高啮合性能。在谐波齿轮传动齿廓优化设计的基础上,采用三维有限元轮齿动态接触分析的方法,建立了刚轮、柔轮以及波发生器构成的轮齿接触三维有限元分析模型,通过加载和运动实现各构件间的转速和转矩的传递,对谐波齿轮的柔轮进行了啮合仿真和动力学动态仿真分析,并对传动过程中柔轮齿根处应力应变规律进行了研究。结果表明:柔轮主要失效形式为齿根处的拉伸疲劳断裂,优化后柔轮齿根处的应力减小6%,承载能力明显提升。