双圆弧谐波齿轮传动柔轮齿廓参数的优化设计

"双共轭"啮合区间对提高双圆弧谐波齿轮传动扭转刚度和传动精度有重要作用,提出一种增大"双共轭"啮合区间的方法。综合利用分段函数和啮合不变矩阵建立柔轮齿廓弧长参数方程和理论啮合方程,可有效简化谐波传动理论共轭齿廓的求解过程。基于此,以缩小共轭齿廓间差异为目标建立优化目标函数,对柔轮齿廓分别以公切线倾角、公切线纵向长度和凹圆弧齿廓半径为自变量进行单参数及多参数优化设计。研究结果表明,该优化设计方法可实现柔轮齿廓参数的合理选择,保证谐波传动"双共轭"运动的精度。

活齿双摆线行星传动齿廓参数方程及几何特性

以啮合角函数α（θ）为基础，系统地建立了活齿双摆线行星齿轮传动齿廓参数方程、基曲线方程、啮合轨迹方程及渐屈线方程．

微段渐开线齿轮的原理及齿廓参数选择计算

介绍微段渐开线齿轮齿廓形成原理及形成过程中影响其啮合点相对曲率为零数量的因素是初始压力角和压力角增量 ,影响齿廓弯曲程度的因素是初始基圆半径和基圆半径的变化规律 ,给出相关计算的图表和一个轮齿变尖的齿轮 ,给出选择有关参数的参考范围 ,提出需对这些因素进行优化设计 ,给出一优化计算结果。

谐波齿轮传动保啮合性能的齿廓参数设计方法

提出了一种保啮合性能的齿廓参数设计方法,建立了齿顶干涉判式,确定了干涉区域,基于共轭点和干涉区域齿顶点生成样本点,引导齿廓参数设计。该方法在已知一个齿廓设计另一个齿廓参数的过程中,既能避免齿顶干涉又保证共轭区间的啮合性能,省略了反复仿真分析、检验及修正过程。以一种谐波传动的齿廓设计为例,给定柔轮齿廓参数设计出刚轮齿廓参数;误差与侧隙分析表明,所设计的齿廓参数与共轭齿廓接近度好、侧隙分布理想,重合度及最大啮合深度得到保证;说明了该齿形参数设计方法是有效且能保证啮合性能的方法。

双圆弧谐波传动齿廓参数对柔轮应力影响

针对设计规范中未考虑齿廓参数对柔轮疲劳寿命影响的问题,采用包络法设计无公切线双圆弧共轭齿廓,进行多体接触有限元分析,并建立齿廓参数与柔轮应力的响应面模型,分析各齿廓参数对柔轮应力的影响规律.结果表明:由于刚轮与柔轮之间的啮合齿对会约束装入波发生器时产生的柔轮变形,所以柔轮应力对齿廓参数变化的敏感度较高;谐波传动为多齿啮合传动,单个接触齿对受载较小,载荷对柔轮应力影响较小;齿厚比和双圆弧倾角对柔轮应力的影响最大,齿顶高系数和齿根圆角半径的影响次之,齿根高系数的影响最小;柔轮应力随齿根半径和齿根高系数的增大先减小后增大,其余齿形参数与柔轮应力呈负相关.

双圆弧谐波齿轮传动柔轮齿廓参数对侧隙的影响

在谐波齿轮传动中,空载啮合侧隙对其传动性能有显著影响。基于谐波传动共轭精确求解方法,研究了谐波齿轮传动共轭区间、刚轮理论共轭齿廓和侧隙随柔轮齿廓参数的变化规律。研究结果表明,柔轮齿廓参数对啮合共轭区间、刚轮理论共轭齿廓和侧隙具有决定性作用。减少凸齿廓圆弧半径有利于增加啮合共轭区间,但不利于减小侧隙;凹齿廓圆弧半径对共轭区间影响不明显,对侧隙影响较大;减小公切线倾角有利于增加共轭区间,也有利于减小侧隙值和改善侧隙分布;凸齿廓、凹齿廓圆弧半径对刚轮齿廓参数影响明显,公切线倾角对刚轮齿廓参数几乎无影响。合理选择柔轮齿廓参数能够获得更大的共轭区和更均匀的侧隙分布,从而提高承载能力和传动性能。

基于遗传算法的摆线齿轮泵齿廓参数优化

在摆线齿轮泵中,其磨损率尤为显著。本文通过摆线齿轮泵的转子结构原理来推导出在无流体动力效应情况下的赫兹接触应力公式,并且通过有限元对其进行赫兹接触应力分析以验证公式的有效性;文中通过转子接触点的滑动速率与赫兹接触应力推算出齿轮泵的磨损率比例因子;再基于遗传算法来优化齿轮泵的磨损率,使磨损率比例因子达到最小值,迭代之后的齿廓参数便是最优解。

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。

圆弧摆线齿轮油泵的齿廓曲线参数优化设计

分析了圆弧摆线齿轮油泵的结构特点 ,提出了以体积最小为目标函数的优化设计方法 ,研制出了该齿轮油泵的齿廓曲线参数优化设计软件包。

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。

柔轮凸齿廓半径对双圆弧谐波齿轮传动摩擦学性能的影响

基于改进的运动学法,利用啮合不变矩阵建立公切线双圆弧柔轮齿廓弧长参数方程和理论啮合方程,可求得理论共轭啮合区以及刚轮齿廓参数。综合考虑真实表面粗糙度、载荷、轮齿几何接触、卷吸速度等,建立双圆弧齿廓谐波减速器柔轮与刚轮在共轭啮合区域的混合润滑数学模型。分析啮合区域不同齿廓参数对于谐波传动装置润滑性能的影响。研究结果表明:在设计柔轮齿廓的时候,合理增加凸圆弧齿廓的半径有利于改善接触区域润滑状态。在工况不变的情况下特别是在中高速的工况下,加大柔轮凸圆弧齿廓半径可以增加接触区油膜厚度,增大膜厚比,且改善的效果随着转速的增加而增大,但当凸齿廓半径增大到很接近凹齿廓半径时,继续增加几乎不改善润滑条件。

内摆线齿轮泵齿廓在流场中的几何特性分析

目前内摆线齿轮泵摆线轮齿廓参数的设计与优化大多采用二维几何理论,未能考虑其在流场中的几何特性。为此,采用COMSOL软件平台建立了绕流模型,经与前人的实验数据进行验证后,将该模型应用于内摆线柱体绕流特性的二维数值模拟;分析了齿廓周围的涡流分布规律以及压力系数、升力系数和阻力系数变化规律;进一步分析了齿廓参数对内摆线柱体绕流的流动稳定性的影响。结果表明:由于边界层分离随着齿宽的增大而逐步延迟,从而延缓涡的脱落;齿顶宽随着创成系数和弧径系数的增大而减小,造成抵抗逆压力梯度所消耗的能量增大,使得阻力系数减小。由于涡的脱落波动性,升力系数呈现周期性变化;创成系数为1.3、弧径系数为0.55时,齿顶和齿间凹槽对涡脱落有综合延缓作用,降低尾流旋涡的能量,使得卡门涡街脱落频率和剪切层不稳定频率最低,绕流流动稳定性最好。所求得的齿廓参数的最优值为内摆线齿廓的设计与优化提供了依据,该分析方法也可作为同类型产品设计的参考。

基于包络理论的谐波传动共轭齿廓求解和啮合分析

针对数值求解谐波传动共轭齿廓推导复杂,不易求解等问题,运用一种根据柔轮运动轨迹包络的方法求解共轭齿廓,同时调整柔轮齿廓的沿轴向的不同齿高,使柔轮齿与共轭钢轮齿啮合时不发生干涉。为分析柔轮的齿根圆半径和转矩对柔轮应力的影响,通过Ansys Workbench建立了多体接触模型,探究了齿根圆半径和加载不同转矩对柔轮应力的影响规律。结果表明:柔轮应力对齿廓参数变化的敏感度高于所加载的转矩,因为谐波传动为多齿啮合传动,单个齿所受的应力较小,载荷对柔轮应力的影响相对小于齿廓参数的影响。

直面性能要求的泵用齿轮高效设计方法

为建立一种泵用渐开线齿轮的高效简便设计方法,基于无根切和采用标准齿顶高系数与标准压力角的三限制条件,推导出齿轮泵的相关性能参数,并由此构建出由工况参数到性能参数到齿廓参数到齿轮参数的逆向设计方法。结果表明:齿数是主要的齿廓参数,最小齿数为6,逆向设计方法简单高效;重合度是影响流量脉动的直接要素,齿数越多,重合度越大,传动平稳性、流量脉动质量就越好,但轻量化与困油性能却越差等。

圆柱针轮传动啮合要素分析及几何参数设计

本文根据啮合原理对圆柱针轮传动进行了啮合分析，建立了啮合方程。对摆线轮齿廓的根切现象进行了探讨，推导了该传动啮合要素的计算公式。

基于有限元法的复合摆线行星齿轮副应力分析

针对设计规范中未考虑齿廓参数对复合摆线行星齿轮副应力影响的问题,采用四阶复合摆线作为内齿廓,基于Lewis定理求解出共轭齿廓,对摆线齿廓进行了修形,最后建立实体模型进行有限元分析,分析各齿廓参数对摆线齿轮副应力的影响规律。结果表明:复合摆线行星齿轮传动为多齿啮合传动,在啮合接触的位置呈典型的赫兹接触的应力分布特征,在齿根处有轻微的应力集中区域,齿轮副的承载能力主要受限于齿面接触疲劳强度;在可能的情况下,应选取较大的模数、较大的齿高调节系数和较小的齿形调节系数,以提高齿轮副的承载能力。

电机式牵引器塑料小模数齿轮改进设计

在分析电机式牵引器工作原理的基础上,确定了塑料小模数齿轮参数,给出了相应的齿廓造型参数的设计和修正原则;分析了齿轮根切对齿轮啮合性能的影响,在齿轮参数和结构尺寸不变的条件下,对齿廓过渡曲线修形,应用有限元分析方法进行齿轮强度优化设计,提高轮齿抗弯曲强度。改进后的电机式牵引器噪声降至50dB(A)以下、使用寿命50000次以上,在155V低电压下仍然能牵引负载正常工作,产品实现了国产化。

确定凸轮齿数因素初探

此文根据本人的工作经验，从减速机润滑最低需油量、凸轮齿形参数及柱塞泵性能参数三个方面对确定凸轮齿数的影响，进行了初步探讨。

非接触式转子泵的设计与试验

针对 2叶和 3叶转子非接触式转子泵 ,阐述了由摆线和圆弧组成的转子型线设计方法及其转子齿廓参数确定问题。在结构设计中考虑了转子的安装、运动和转子腔密封等因素 ,并针对由水、烧碱及面粉组成的混合物流质进行了测试 。

花键辅助块及其固定支架设计

1设计方案以渐开线内花键为例,花键主要采用棒间距等参数来间接反映齿廓参数（如齿槽宽和齿厚等）。根据国标GB/T 3478-2008,测量棒间距需要采用量棒[1,2],因此量棒的固定成为测量是否准确的关键。已有的夹具结构复杂[3],或需要分段制作[4],效果并不理想,急需一种花键量棒固定辅助块及其固定支架。