逻辑齿轮的重合度及滑动系数研究

逻辑齿轮是一种具有独特齿形的新型齿轮，这种“逻辑型”齿形不是象渐开线齿轮的齿形那样由单一的曲线构成，而是由许多不同的微段曲线连接而成的。这样的齿形使它不仅能采用凸凹相对的啮合形式，而且由于在微段曲线接合点啮合时相对由率为零而有较高的强度和寿命。本文在分析逻辑齿轮啮合状况的基础上，重点提出了逻辑齿轮的重合度和滑动系数的计算原理，以及初步的分析研究结果。

逻辑齿轮的齿根过渡曲线设计及弯曲应力分析

建立了单圆角逻辑齿条刀具的齿顶圆半径的公式,得出齿顶圆半径与连接逻辑点的关系,并推出了两圆角逻辑齿条刀具的齿顶曲线方程。根据逻辑齿条刀具与逻辑齿轮之间相互啮合关系,求出逻辑齿轮齿根过渡曲线方程。通过Matlab编程求出逻辑齿轮齿廓上的点,拟合画出齿轮齿廓。建立了两种齿条刀具下的逻辑齿轮三维模型,运用Workbench对单齿啮合的逻辑齿轮进行静力有限元分析,得到逻辑齿轮的应力大小分布,结果表明单圆角齿条刀具对应齿根过渡曲线的逻辑齿轮弯曲强度较好。

逻辑齿轮的建模及齿廓参数优化

为了得到逻辑齿轮最优齿廓参数,首先根据逻辑齿条齿廓方程和逻辑齿条与逻辑齿轮之间相互啮合关系,求出逻辑齿轮齿廓方程。再通过matlab编程求出齿廓上的相对曲率为零的点的坐标,对其拟合画出齿轮轮廓。然后,基于同条件下的渐开线齿轮的齿顶厚,提出了一种齿廓参数优化方法。最后,通过对相同齿顶厚下的不同齿廓参数的特征对比,得出了应选初始压力角较小的一组齿廓参数。

弧线齿逻辑齿轮设计

针对渐开线直齿圆柱齿轮传动存在的缺点,综合逻辑齿轮传动和弧线齿圆柱齿轮传动的各项优点,将逻辑齿廓应用于弧线齿圆柱齿轮,提出逻辑齿廓弧线齿齿轮设计。采用理论分析、数值计算相结合的研究方法对逻辑齿廓弧线齿齿轮进行设计。基于齿轮啮合原理和微分几何理论,首先建立了逻辑齿廓弧线齿圆柱齿轮的数学模型,然后利用MATLAB软件和CATIA软件实现了该齿轮的参数化建模,最后提出精确计算该齿轮的重合度的方法,并分析了齿宽和圆弧半径对重合度的影响,为大重合度弧线齿逻辑齿轮设计提供理论参考。

逻辑齿轮指形刀具设计

旨在设计一种加工逻辑齿轮的指形刀具,以便逻辑齿轮的加工应用。首先,基于齿轮啮合原理,以逻辑齿条刀具基本齿廓线方程来推导逻辑齿轮的齿廓线方程,并利用坐标变换推导指形刀具基本齿廓线方程,然后分析了该指形刀具的三种齿根过渡曲线的设计方法,进而由基本齿廓线方程和齿根过渡曲线形式提出了容屑槽廓线的设计方法,并简述了其他方面的设计要点。

逻辑齿轮弯曲强度研究

为较精确计算逻辑齿轮弯曲应力,提出了单对齿啮合的最高点求解方法。在三维精确建模的基础上,应用齿轮加载轴建模的有限元分析方法分析齿根应力分布情况。首先通过分析逻辑齿轮的啮合过程,并以齿轮齿条啮合模型简化了推导逻辑齿轮副的啮合轨迹线的过程。然后在CATIA软件中利用图解法计算出单齿啮合最高点位置并确立载荷作用角,使加载轴与齿轮接触。最后分析了逻辑齿轮齿形参数中的初始基圆半径对齿根应力的影响,有助于从齿形参数层面上优化逻辑齿轮的设计。