基于空间啮合理论的摆线钢球行星传动根切研究

介绍了摆线钢球行星传动的结构组成和传动原理,提出了利用锥形铣刀包络内、外摆线封闭槽的数学模型,建立了摆线槽齿面的包络面方程。根据空间啮合理论推导出摆线槽齿面的根切界限函数,分析了根切界限函数随基本设计参数的变化规律。结果表明,随着基本设计参数的变化,内、外摆线封闭槽齿面会按一定的先后顺序发生根切,并且总是内摆线槽内侧齿面最先根切,从而得到了不发生根切必须满足的不等式方程,并通过具体实例及计算机图形仿真进行验证。本研究为摆线钢球行星传动的设计制造提供了理论依据。

基于空间啮合的内齿轮剃齿干涉分析

用空间啮合理论建立了内齿轮剃齿时展成干涉校核的数学模型,并给出了展成干涉与内齿轮和剃齿刀的齿数差、轴交角以及内齿轮的变位系数间的关系。该模型不仅可用于内齿轮剃齿时的展成干涉校核,也为交错轴螺旋齿轮内啮合传动的干涉校核提供了方法。

一种零耦合滚齿全误差模型及其预测方法

为了降低滚齿全误差模型的求解难度,建立了机床误差模型与工件加工精度之间的映射关系,同时对滚齿加工误差进行准确辨识与预测,提出了一种将滚齿全误差模型分解为两个完全独立的子模型并进行协同计算的方法,可以提高滚齿全误差模型在误差辨识、预测中的可操作性。利用齐次坐标变换建立机床误差传递模型,依据共轭曲面的空间啮合特性,对滚齿加工理论齿廓进行了精确计算。利用齿廓误差的折算方法,将机床误差参量折算成齿廓误差,从而得到实际加工齿廓,通过对比,即可得到齿形、齿向、齿距等误差值,从而建立起了机床各误差参量与齿轮加工误差之间的完整映射关系。进一步在滚刀存在偏心的情况下进行直齿滚切实验,并将齿轮检测结果与文中模型的预测结果进行对比,表明该模型的计算结果与检测结果高度契合(相对误差≤5%),充分说明了该模型的正确性与实用性。滚齿加工误差的准确辨识与预测也使滚齿加工虚拟化成为可能,为构建机床信息物理系统模型和实现预测式制造提供了重要的技术支撑。

包络面的建模及实体造型

以空间啮合理论为基础，精确推导了包络面的数学模型，提出以矩阵为实体造型提供数据来源的方法，实现以平面二次包络环面蜗杆为例的精确实体造型，为包络面的传递特性及其设计制造的深入研究提供一个准确的实体模型。

内齿轮剃齿干涉的数值仿真研究

用空间啮合理论建立了内齿轮剃齿时展成干涉校核的数学模型,并给出了展成干涉与内齿轮和剃齿刀的齿数差、轴交角以及内齿轮的变位系数间的关系。该模型不仅可用于内齿轮剃齿时的展成干涉校核也为交错轴螺旋齿轮内啮合传动的干涉校核提供了方法。

三螺杆泵螺杆成形铣刀廓形设计与研究

通过对空间啮合理论及成形刀具廓形设计的研究,推导出螺杆螺旋面与成形铣刀的接触线方程,利用成形铣削原理和坐标变换原理,将接触线方程转化到刀具坐标系中,建立了基本的铣刀刀刃廓形方程,由此设计螺杆成形铣刀廓形。

基于UG的无侧隙双滚子包络环面蜗杆参数化建模

首先阐述无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的结构及工作原理,建立相应坐标系,根据空间啮合理论,得到蜗杆齿面方程。采用Visual C++的应用向导Microsoft Fundament Class为二次开发工具,基于UG/OPEN API开发模块为平台,实现了无侧隙双滚子包络环面蜗杆的参数化建模。最后采用NSIS软件对开发程序进行打包,有效的防止非法反编译,同时维护了知识产权。

一种轻量型平行轴线齿轮减速器的几何学设计

线齿轮减速器是一类新型减速器。基于空间共轭曲线啮合理论,对平行轴线齿轮副的传动比的影响因素进行了分析;根据轻量化设计目标,提出了一种轻量型平行轴线齿轮减速器的几何学设计方法。以某扫地机器人驱动轮减速器为例,设计了一对轻量型平行轴线齿轮减速器实例,并采用3D打印技术制造了线齿轮减速器样机。最后,对所设计的轻量型平行轴线齿轮减速器进行了运动学试验。运动学试验结果验证了所提出的轻量型平行轴线齿轮减速器设计方法的正确性。轻量型平行轴线齿轮减速器具有结构简单、传动比大、齿轮数量少、减速器体积小、质量轻的特点,尤其适用于空间受限的机电产品。

Meshing theory of beveloid gears with crossed axes and calculation of induced normal curvature

Based on the space meshing theory, it is proven that non-involute beveloid gears meshing with crossed axes can achieve to line contact. The meshing equation and tooth profile equation are presented by using meshing theory. A theoretical way is put forward to calculate the induced normal curvature along the normal direction of the contact line.

一种平行轴圆截面线齿轮齿廓的构建方法

在空间曲线啮合理论的基础上,研究平行轴线齿轮的传动机构。以螺旋线为中心线,研究截面为圆时主动线齿的曲面方程,并以此构建主动线齿轮齿面齿廓。以同轴心的圆截面为从动线齿轮的齿廓截面,并根据从动轮中心线构建从动轮齿面方程。分析线齿轮啮合传动时主动线齿上的正反转接触线,并根据空间曲线啮合方程求出从动线齿的正反转接触线。此正反转接触线应满足从动线齿轮中心线构建的圆截面从动线轮齿面方程。可通过增加齿数提高其重合度以提高传动稳定性。通过建立线齿轮副3D模型并进行运动学模拟仿真实验,结果表明,此方法构建的平行轴圆截面线齿轮装配无法向侧隙,且传动过程无干涉,能够满足设计的传动比需求。

交叉轴线齿轮无侧隙齿廓构建机理研究

线齿轮机构在啮合的过程中,法向侧隙影响其在正转至反转的过渡。在空间曲线啮合理论的基础上,研究了适合正反转的空间螺旋曲面齿轮副。以螺旋线为中心线,研究截面为圆时其曲面方程,并构建此曲面为主动轮齿面,分析其啮合时主动齿面上的正反转接触线。以此正反转接触线为基准,计算矩形截面的从动轮曲面方程,由此构建从动轮曲面,使其能包含主动齿面的圆截面。研究空间螺旋曲面齿轮副的运动学性能,结果表明,此方法构建的齿轮副,在正反转时能够完整过渡而没有大的法向侧隙,能够满足传动的需求。