三圆弧谐波齿轮空间齿廓设计与扭转刚度的有限元仿真

为评价齿廓方案的负载传动性能,提升负载传动能力,建立有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)仿真模型,揭示了输出端扭转刚度与负载啮合特性的关系。构造三圆弧柔轮齿廓,调整柔轮齿廓的径向变位系数,使柔轮齿廓啮合运动的外包络重叠量最小化,并基于外包络用包络法设计了三圆弧平面齿廓刚轮;在多个横截面内构造径向变位的三圆弧柔轮齿廓,在有限元环境下轴向放样生成柔轮空间齿廓,建立了包含平面齿廓刚轮、空间齿廓柔轮和波发生器外圈的有限元仿真模型;固定刚轮,对柔轮杯底法兰施加不同幅值和转向的负载转矩,仿真计算了啮合力分布与扭转刚度滞回曲线;通过建立啮合齿数与刚度特性的关系,揭示了扭转刚度特性与齿面啮合特性之间的关系。仿真结果表明,啮合齿数与扭转刚度成正相关;使用可测量的扭转刚度迟滞曲线,可以估算啮合齿数等不可测量的啮合特性。

三圆弧齿廓谐波齿轮的负载啮合性能仿真

为揭示负载工况下谐波齿轮传动的多齿啮合状态,提升负载传动性能,建立三圆弧空间齿廓实体单元谐波齿轮有限元模型。定义柔轮与波发生器、齿面间的面-面接触关系,对刚轮施加逐步增大的转角位移,模拟空载、额定转矩至瞬间容许最大转矩时齿面的啮合状态,提取轮齿啮合力和齿面接触压力大小及分布;分析不同工况下轮齿啮合力周向分布和齿面接触压力的变化规律,评估柔轮齿向修形的三圆弧空间齿廓谐波齿轮的负载啮合性能。结果表明:三圆弧空间齿廓在波发生器的长轴区设置最小初始侧隙,形成的凸-凹啮合区可以以更低的接触压力承载更大的负载转矩;利用齿向修形设置从中截面向后截面逐渐增大的初始侧隙有利于形成轴向更宽的齿面接触区;随负载增大,最大啮合力向长轴右侧偏移,右侧啮合力增幅快,呈平台分布;最大接触压力沿周向呈3个峰值分布,且最大值发生在有波发生器径向支撑的中截面,可有效增加负载刚度,提升承载能力。

一种三圆弧逼近方法

提出了以R1、（R1＋R2）／2、R2为半径的三圆弧逼近方法，详细分析并估计了三圆弧逼近的误差，并给出了一个数值例子来验证此方法的可行性。

三圆弧形叶片型线理论及其泵的性能测试

介绍了三圆弧形叶片型线理论 ,叙述了采用该理论制造的 15 0XA - 5 2 0泵的叶轮。

承压罐式集装箱新型三圆弧封头的开发应用

承压罐式集装箱罐体上采用标准椭圆形封头,曲面深度大,制造困难,罐体内容积偏小,装载介质量少;而碟形封头受力欠佳,设计厚度大。结合有限元分析,开发了新型三圆弧封头,保证了罐体内容积。通过优化圆弧半径,改善封头受压后的应力分布,减小了封头的设计厚度,实现了承压罐箱的筒体与封头等厚,使罐体重量得以降低,节约了材料成本,推动了罐式集装箱的轻量化和装载质量的最大化设计。该设计已通过LR劳氏船级社的审核认证。

基于谐波齿轮空间侧隙均匀化的三圆弧齿廓柔轮的径向修形设计

为改善径向变位加工的柔轮空间齿廓与平面齿廓刚轮的啮合状态,建立柔轮齿廓径向修形设计方法。利用柔轮装配变形的精确算法确定椭圆凸轮波发生器作用下的轮齿位置,再利用圆弧齿廓间的周向侧隙算法获得侧隙。按照直母线假定确定出轴向多个截面内的轮齿定位,进而获得侧隙,以揭示柔轮锥度变形后的空间侧隙分布。未修形的侧隙显示:按照共轭啮合理论设计的刚轮齿廓只在设计截面实现了小而均匀的侧隙分布,前端和后端出现严重干涉。利用前端和后端向内的刀具变位可消除干涉。经迭代设计的径向修形可实现所有截面侧隙趋于零的最佳状态,获得从前到后的线啮合状态。啮合轨迹线仿真表明:合理的径向修形可实现更好地齿面啮合状态。

三圆弧谐波齿轮传动齿廓设计及参数优化

以三圆弧谐波齿轮为研究对象,结合改进运动学法和数值离散思想方法,求解出谐波齿轮柔轮齿廓方程和谐波齿轮传动的啮合不变矩阵,进而求解柔轮共轭齿廓;在共轭齿廓基础上,采用圆弧拟合和几何计算相结合的方法,设计求解出刚轮齿廓,并分析柔轮齿廓参数对柔轮共轭齿廓的影响。为进一步提高谐波齿轮的传动精度、传动平稳性、啮合刚度和承载能力,以增大谐波齿轮传动双共轭区间为目标,建立优化函数,对柔轮齿廓参数进行单变量和多变量优化分析。研究结果表明:采用合理的齿廓参数,可增加刚轮齿廓所包含的柔轮的理论共轭啮合点,最大化谐波齿轮传动双共轭区间,提高谐波齿轮啮合传动特性。

数据点列的三圆弧样条插值

采用NURBS表示给出了一种在平面和空间中建立三圆弧的方法.在平面上建立的三圆弧以一个控制顶点为自由参数,控制三圆弧的形状.但在空间中的三个圆弧不共面时,唯一确定一个三圆弧,不具有自由参数.所构造的三圆弧样条曲线可以在插值点处按切向和曲率插值.最后给出了数值例子.三圆弧样条曲线适合于在数控加工等方面应用.

三圆弧谐波齿轮传动齿廓设计

基于谐波齿轮传动共轭精确求解方法,提出三圆弧谐波齿轮传动齿廓设计方法,并研究了三圆弧柔轮齿廓参数对谐波传动共轭区间的影响。研究结果表明,三圆弧谐波齿轮传动较双圆弧谐波齿轮传动具有更宽的共轭区间和更小的共轭间隔区间;减少凸齿廓圆弧半径有利于增加谐波传动共轭区间,但不利于减少共轭间隔区间;减少中间圆弧半径、夹角δ1和δ2既利于增加谐波传动共轭区间,也利于减少共轭间隔区间;凹齿廓圆弧半径对实际共轭区间影响很小。合理选择柔轮齿廓参数可有效减少共轭间隔区间,增加共轭区,减少尖点啮合,增加齿间共轭接触,从而提高谐波齿轮传动精度和扭转刚度。

三圆弧谐波齿轮传动啮合性能分析

运用谐波齿轮共轭齿廓的精确求解方法,得出柔轮理论共轭齿廓模型,结合圆弧拟合和几何计算,建立了三圆弧谐波齿轮的刚轮齿廓方程。对三圆弧谐波齿轮的啮合深度、重合度、柔轮共轭齿廓偏差和侧隙等进行分析,结果表明:三圆弧谐波齿轮刚轮齿廓和各柔轮理论共轭齿廓基本重合,证明柔轮和刚轮齿廓有很好的共轭啮合接触特性;柔轮齿廓的理论共轭啮合点皆在刚轮齿廓内侧,避免传动过程中发生齿廓干涉;三圆弧谐波齿轮具有大的重合度和啮合深度,侧隙较小且分布均匀,因此三圆弧谐波齿轮具有大的承载能力、扭转刚度和传动精度以及传动平稳等特性。

基于三圆弧理论的变矩器循环圆逆向设计分析

目前汽车变速器中液力变矩器的循环圆的逆向设计多基于逆向点云拟合而成,所得到的循环圆曲率变化较大,且调整较困难,不利于循环圆的设计修改以及后续系列化设计。基于三圆弧理论和竞品变矩器的关键逆向参数对循环圆进行逆向设计,结果表明,所绘制的循环圆逆向精度高,与竞品点云数据拟合良好,相对误差的最大值为0.82%,且平滑程度有所提高,曲率变化率降低21.1%,曲率变化更加平稳,同时相比点拟合,三圆弧逆向循环圆变矩比基本保持不变,公称力矩最高提升3.34%,最高效率由81.7%提升至83.6%,提升1.9个百分点。

三V形圆弧转位装配件加工工艺技术研究

三V形圆弧转位装配件是一种常用的机械零部件,广泛应用于工程机械、汽车制造等领域。文章以提高装配件的加工质量和生产效率为目标,研究了三V形圆弧转位装配件的加工工艺技术。分析图纸后确定了其加工要求、刀具准备和调试、加工实验、加工误差等方面进行了分析和处理,并总结了此次研究的成果,展望了未来的研究方向,以期有效地指导三V形圆弧转位装配件的加工,提高加工质量和生产效率。

三边圆弧形截面薄壁零件的旋压成形方法研究

基于摆动导杆运动原理提出了一种非圆截面薄壁零件的旋压成形(简称“非圆旋压”)方法。基于此原理,运用高副低代的方法建立了三边圆弧形截面薄壁零件旋压成形过程中旋轮运动轨迹的精确数学模型,研究了三边圆弧形截面薄壁零件旋压过程中旋轮及零件的运动关系;同时对成形过程中旋轮运动轨迹进行仿真计算,分析了轮盘尺寸与旋轮个数对旋压成形过程的影响,并得出有利于零件成形的轮盘尺寸与旋轮个数。为后续相关截面的工艺研究与应用及机床研发提供理论基础。

基于FANUC-0TF数控系统的三点圆弧插补指令开发

介绍了利用 FANUC- 0 TF数控系统的宏程序开发三点圆弧插补指令的基本过程。通过加工实例表明该指令正确可靠 ,完全可与标准圆弧插补指令 ( G0 2 /G0 3)等效 ,从而拓展了第

三面圆弧型等距截面空心零件旋轮运动轨迹的设计

根据旋压件等壁厚的要求,通过旋轮位置控制进行非圆截面零件旋压成形。运用MSC.ADAMS建立三面圆弧型等距截面零件运动模型,获得旋轮位移仿真数据,同时结合零件的几何结构,分析得到工作台两轴(x、z)的运动函数,拟合直线电机轴(S)运动仿真数据得到拟合函数,三轴联动共同合成旋压加工所需的旋轮运动轨迹。分析S轴拟合函数的误差分布情况,并加以补偿,通过matlab寻找拟合函数最优系数解,得到精度较高的运动轨迹函数。通过验证表明,拟合函数平均绝对误差随着偏距(2e)的减少而递减,当2e<7mm时,即发生圆直径2ρ<52.25mm时,平均绝对误差小于0.05。

三边圆弧形横截面空心零件旋压成形应变网格实验

以三边圆弧形横截面空心零件为研究对象,进行了应变网格实验,获得了旋压件母线方向、周向和厚向的应变分布规律及等效应变分布规律.结果显示:旋压件侧壁和口部的应变状态为母线方向受拉、周向和厚向受压,以母线方向和厚向的应变为主,周向应变很小;侧壁和口部成形时坯料变形方式分别是剪切旋压和以剪切旋压为主、兼有拉深旋压的复合变形;旋压件大小圆锥面侧壁母线方向、厚向应变和等效应变的分布状况一致——从圆角区至口部,应变先增大后减小,但小圆锥面侧壁产生较大应变的区域比大圆锥面大;应变分布主要受变形程度和速度的影响:变形程度的不同导致大圆锥面与小圆锥面之间应变分布不相同;变形速度的变化导致大小圆锥面横截面上应变分布的变化.

基于三点圆弧拟合法的椭圆曲线R参数编程研究

在非圆曲线一般采用直线拟合方式编写数控程序的基础上,提出了三点圆弧拟合法,通过对三点圆弧拟合椭圆曲线原理进行分析、坐标计算和轮廓误差比较,并结合数控系统的R参数功能,简单方便地避免了复杂的数学运算。同时,改进后的三点圆弧法拟合椭圆曲线,很好地提高了曲线加工精度,减少了拟合线段数量。

传统数控系统三点圆弧插补指令的二次开发

本文介绍了利用FANUC-0TF数控系统的宏程序开发三点圆弧插补指令的基本过程．通过加工实例表明该指令正确可靠并且完全可与标准圆弧插补指令(G02／G03)等效，从而拓展了第五代数控系统圆弧插补指令功能．这不仅缩短了与第六代开放式数控系统的差距，而且使圆弧数控编程显得更为灵活．本文对实际圆弧轮廓的生产加工具有一定的使用价值．

新型三心圆弧拱设计方法

文章分析了现行《采矿工程设计手册》有关三心圆弧拱参数计算不精确以及三心圆弧拱作图法较繁琐且易被忘记的不足之处。建立一套与计算机编程相适应的三心圆弧拱参数精确计算公式并根据这套公式编写一个简易程序,不仅可以快速且精确地计算出三心圆弧拱形巷道拱部几何参数,还可以快速且准确地绘出三心圆弧拱形巷道拱部图形。现场的工程技术人员、在校大学生和中专生可以很方便地采用此法进行三心拱设计工作。