非圆面齿轮限滑差速器的设计方法与锁紧特性

文中提出了一种基于非圆面齿轮的新型变传动比差速器,具有互换性好、容错性能强的突出优势,针对该差速器的构型设计与转矩分配特性展开研究。在阐明非圆面齿轮传动机理的基础上,给出了非圆面齿轮的传动比函数与齿数配比方法;结合非圆面齿轮的传动特性和变传动比差速器的机构原理,给出了非圆面齿轮差速器的构型设计方法,并推导出非圆面齿轮差速器锁紧系数表达式,仿真结果表明:增大非圆面齿轮的偏心距有利于提高非圆面齿轮差速器锁紧系数,但考虑非圆面齿轮差速器的体积及轮齿缺陷,需要对非圆面齿轮差速器偏心距进行限制;最后,根据非圆面齿轮设计方法完成了样机研制,测得实际锁紧系数为2.32,与理论计算结果基本吻合。

非圆面齿轮副在限滑差速器中的应用设计

变传动比限滑差速器采用非圆锥齿轮副,使得分配给两侧车轮的转矩不相等,提高了车辆的通过性。但非圆锥齿轮设计复杂,制造困难,传动时稳定性较差,还经常出现断齿现象。非圆面齿轮副综合了非圆柱齿轮、非圆锥齿轮、面齿轮的传动特性,可以实现空间中相交轴间的变速比传动,满足差速器的工作要求,因此可以替代传统限滑差速器中的非圆锥齿轮副。非圆面齿轮副传动时轮齿不受沿齿宽方向上的力,因而传动平稳、振动小、噪音低,且强度高,容易批量生产,成本低。

变传动比限滑差速器非圆面齿轮副节曲线设计

提出一种新型变传动比限滑差速器, 能够改善于非圆锥齿轮副限滑差速器中存在的部分缺陷, 研究其行星齿轮和半轴齿轮节曲线的设计方法. 在分析面齿轮副传动原理基础上, 建立正交非圆面齿轮副传动模型, 推导行星齿轮和半轴齿轮节曲线方程, 给出节曲线的设计方法, 并以一种一字轴式变传动比限滑差速器行星齿轮与半轴齿轮的节曲线设计为例, 验证节曲线设计方法的可行性.

减变速一体化齿轮啮合原理的研究

突破常规非圆齿轮副的节曲线都是非圆形的限制,提出由普通直齿圆柱齿轮和非圆面齿轮组成的传动机构,可实现任意的减变速一体化传动,从而最大限度地简化传统减变速装置的传动结构,节省传动空间,提高传动效率。提出用非圆曲线代替普通面齿轮节圆的设想,根据传动过程中两齿轮节曲线之间进行纯滚动的原理,建立圆柱齿轮的空间节曲线方程,从而揭示正交轴圆柱齿轮与非圆面齿轮的传动机理;将圆柱齿轮与非圆面齿轮的传动比分解成减速比和变速比两部分,建立几何参数与两部分传动比的对应关系,可方便地设计任意减变速传动规律。根据齿轮空间啮合原理,建立由标准齿轮插刀包络非圆面齿轮的齿面模型,可为进一步轮齿几何特性分析及强度计算提供理论基础。计算出不同设计参数下非圆面齿轮副的传动比,分析了其独特的传动性能,并利用数字化制造仿真技术模拟标准齿轮插刀加工非圆面齿轮的过程,得到与齿廓数学模型完全吻合的齿面数据,从而验证了新型齿轮的传动机理及齿面模型的正确性。

考虑安装误差的减变速一体化齿轮齿面接触分析

减变速一体化齿轮是一种圆与非圆相匹配、可以实现减速与变速集成传动的新型齿轮机构。基于齿轮啮合理论,推导了减变速一体化齿轮的齿面方程,建立了考虑轴交角、轴交错、轴向偏移3种安装误差的齿面接触模型,分析了齿面接触轨迹的分布特征,得到节曲线参数和安装误差对齿面点接触轨迹的影响规律。分析结果表明,非圆面齿轮每个轮齿上接触迹线的倾斜度随传动比变化率增大而增大,安装误差使接触轨迹向外径或内径处偏移,移动方向由误差方向而定。