Research on Design Method of Non-Circular Gear Pair with Double Generating Angles

In order to enhance the bearing capacity of non-circular gear pair, the non-circular gear pair with double generating angles is proposed based on the design idea of unsymmetrical gear with double pressure angles. The tooth profile is designed by generating cutting theory, the pure rolling mathematic model that the center line of unsymmetrical rack roll along non-circular pitch curve is built, the digital model of non-circular gear with double generating angles is created through the second development method of CAD software, and then the drive characteristic and tooth strength are analyzed. The results show that the design method for double generating angles non-circular gear proposed in this paper is feasible, which is significant to improve the bearing capacity of non-circular gear pair.

双摆线针齿传动齿廓特性与啮合特性分析

将双摆线齿廓运用到NN型少齿差行星齿轮传动领域,通过分析内外摆线轮齿廓的凹凸性、曲率和曲率半径,获得了内、外摆线齿廓的特性;通过图解法推导双摆线针齿传动中内、外摆线轮的压力角计算公式,获得了啮合过程压力角变化规律,以及双摆线针齿主要参数对于内、外摆线轮压力角的影响;通过对等距修形和移距修形进行研究,表明齿廓修形对齿形有明显影响。

基于压力角的摆线针轮齿廓曲线优化方法

根据摆线针轮传动理论,提出一种基于压力角的齿廓优化方法。将摆线针轮齿廓分为工作段与非工作段,区分影响工作段压力角的因素为修形参数与设计参数,讨论两类参数对压力角的影响,以此两类参数为设计变量,以工作段平均压力角为目标函数,以运动与润滑要求确定边界条件,对RV⁃550E型减速器摆线轮进行优化设计。结果表明,此方法使算例的工作段平均压力角降低了4.14%,使单齿啮合过程的压力角最大值降低了1.35%,优化前后接触齿对最大Mises应力下降了20.77%,发生位置由摆线轮转移至针轮,模型质量减小了9.38%,在确保无根切现象的同时能获得良好的组合修形效果。

大重合度组合齿廓非圆齿轮设计方法试验研究

为了解决组合齿廓非圆齿轮增大重合度问题,对组合齿廓非圆齿轮设计方法进行了研究。首先,提出了增大齿高系数,减小节曲线压力角、负变位的组合齿廓非圆齿轮设计方法,对变渐开线-不完全变摆线齿廓展开了大重合度组合齿廓设计,并对大重合度的非圆圆柱齿轮进行了设计;然后,分析了齿高系数、变位系数、节曲线压力角与非圆齿轮渐开线齿廓和变渐开线-不完全变摆线组合齿廓的重合度变化规律,制造了2种增大重合度的组合齿廓非圆齿轮;最后,测量了增大齿高系数和减小节曲线压力角的非齿轮齿侧间隙,并与标准的渐开线齿廓齿侧间隙进行了对比,开展了大重合度组合齿廓非圆齿轮传动比的测量试验,以及承载能力仿真对比分析(主动轮固定,从动轮添加15 N·m扭矩)。研究结果表明:组合齿廓非圆齿轮的齿侧间隙(减小节曲线压力角0.106 mm,增大齿高系数0.107 mm)明显小于渐开线齿廓非圆齿轮的齿侧间隙(0.173 mm);大重合度组合齿廓非圆齿轮的试验传动比与理论仿真传动比一致;减小节曲线压力角的大重合度齿廓设计方法承载能力(应力最大值157.5 MPa)最优,增大齿高系数的大重合度齿廓设计方法承载能力(应力最大值213.2 MPa)最差。采用增大齿高系数,减小节曲线压力角的组合齿廓非圆齿轮设计方法来实现非圆齿轮的大重合度设计是可行的。

杯形柔轮谐波传动三维双圆弧齿廓设计

为了提高装置的啮合性能,以公切线式双圆弧齿廓作为研究对象,基于柔轮装配变形及改进运动学理论获得单截面内的谐波传动精确共轭理论,建立共轭齿廓优化设计模型.考虑柔轮变形倾角的影响,采用合理调整柔轮轮齿径向位置的方法设计满足空间啮合要求的三维双圆弧齿廓谐波传动装置,开展计算机仿真分析及实验观察研究.结果表明,双圆弧齿廓谐波传动存在有效的共轭区域及有效的共轭齿廓.为了满足空间啮合要求,柔轮轮齿各截面所需调整的径向位置量与该截面至主截面间的距离成线性关系变化.设计的齿廓在主截面完全啮合,沿轴向其余截面部分啮合,仿真结果与实验观察结果基本吻合,说明了该设计的合理性.

偏心轮推杆行星传动内齿圈齿廓及其结构特性研究

对偏心轮推杆行星传动内齿圈齿廓的加工过程进行了计算机模拟 ;推导了实际齿廓的最小曲率半径和压力角的计算公式 ;定量分析了影响最小曲率半径和压力角的因素 ;得出了偏心距是偏心轮推杆行星传动的一个至关重要的参数的结论。

非对称齿廓齿轮弯曲疲劳强度理论分析与试验

为提高齿轮承载能力设计齿轮两侧压力角不等的非对称渐开线新齿形,推导双压力角非对称齿廓齿轮工作齿侧与非工作齿侧的渐开线齿廓方程和齿根过渡曲线方程,通过迭代计算和优化策略提出非对称齿廓齿轮疲劳强度解析法计算公式。编制生成非对称齿轮齿廓的参数化程序,在此基础上建立非对称齿廓齿轮有限元分析模型。通过解析法对不同压力角组合的非对称齿廓齿轮弯曲应力和危险截面位置计算得出,随着工作齿侧压力角的增大齿根最大弯曲应力逐渐降低,单齿啮合区向齿顶偏移;通过对有限元模型进行计算得出的结果与解析法一致,应用最小二乘法拟合出非对称齿廓齿轮齿根弯曲应力随工作齿侧压力角变化的计算公式。采用数控电火花线切割方法加工制造非对称与标准齿廓齿轮,在高频疲劳试验机上采用双齿脉动加载方法对其进行疲劳强度试验。试验结果表明,非对称齿廓齿轮在相同寿命下比对称齿轮极限载荷提高了50%,非对称齿廓齿轮的应力值变化趋势与前两种方法是一致的。

前刀面为非对称齿形的斜齿梳齿刀的设计

探讨了前刀面为非对称齿形的斜齿梳齿刀的工作原理和设计方法;通过数学推导,证明了该刀具在切削工况下符合齿轮啮合原理,可切制出满足设计要求的齿轮。

双压力角非对称齿轮轮齿接触分析

对双压力角非对称齿轮在修形和误差条件下的啮合过程进行了全面推导,并编制了轮齿接触分析(TCA)计算机数值仿真程序。通过对非对称齿轮与标准对称齿轮进行仿真计算,得出双鼓形非对称齿轮在有安装误差的情况下,接触迹的偏移量比标准对称齿轮小,传动误差的幅值比标准对称齿轮有明显降低,因此具有良好的传动平稳性和较高的承载能力。

非匀速活齿机构的传动原理及典型结构

由于活齿传动具有结构紧凑,承载能力强,工艺性好等突出优点,将其扩展到非匀速传动领域。以推杆活齿传动为例,介绍非匀速活齿机构的基本结构,利用简单的余弦函数构建内圈齿廓方程,并根据给定传动比函数,建立外圈齿廓方程;对活齿机构连续传动的判定准则,传动效率以及内,外圈齿廓与推杆之间的压力角进行讨论,为非匀速活齿机构的设计提供了理论依据;根据活齿机构中推杆的初始位置,将其划分为两种基本的传动机构,分别固定内圈,外圈和活齿架后,演化出十种具有不同传动特性的非匀速活齿机构。建立具有椭圆齿轮传动特性的活齿机构,分析同一组设计参数下,活齿齿轮组装结构不同时的十种传动效果。仿真示例表明,非匀速活齿机构设计制造简单,能实现的变速传动效果多样,具有广阔的应用前景。

基于压力角的高重合度齿轮主动设计及特性分析

为了满足航空和车辆领域中齿轮传动的高平稳性和高重合度需求,提出一种基于压力角的高重合度齿轮主动设计方法。建立基于压力角的齿廓方程的数学描述方法,推导以压力角描述的齿轮啮合特性的定量表达式,包括曲率、滑动系数和重合度等,建立当压力角为一次函数时齿廓方程的数学模型;通过具体实例,建立重合度为3.0的特殊齿轮传动机构,分析其啮合特性,利用ADAMS软件对其进行动力学仿真,并与相同参数的渐开线齿轮传动进行对比。研究结果表明:利用本文提出的主动设计方法可以方便快捷地设计出满足不同重合度需求、具有多种优良性能的特殊齿轮。

任意齿差滚动活齿传动压力角计算方法及其影响因素分析

针对任意齿差滚动活齿传动机构不同几何形状和运动方式,综合凸轮机构学,运用活齿啮合基本理论,建立表征各类活齿运动规律特点的解析式,推导出统一的齿廓方程,最终建立压力角解析表达式模型。通过仿真分析,得到不同齿形滚动活齿传动机构压力角的变化规律,获取齿形参数对机构压力角的影响关系,确定齿形参数区域,使活齿传动机构的压力角达到理想值,获得最大传动效率。计算方法与分析结果可用以指导任意齿差滚动活齿传动的齿形参数优选和结构设计。

短幅摆线及其齿廓特性的理论研究

根据齿轮啮合原理和坐标变换原理,建立了短幅摆线及摆线轮齿廓方程,利用Matlab进行仿真分析,得到了短幅摆线凹凸特性、拐点、根切点、曲率、曲率半径及摆线轮齿廓压力角的变化规律。短幅摆线内凹部分随短幅系数的增大而缩小,根切点发生在外凸部分曲率半径绝对值最小处,摆线轮不产生根切的最大针齿半径随短幅系数的增大而减小,摆线轮齿廓上各点的压力角是变化的,齿顶和齿根部位压力角大,拐点处压力角较小。研究结果为摆线针轮行星传动的设计制造提供了理论依据。

摆线轮齿廓各参数对其传动性能的影响

通过将渐开线齿轮中的模数概念引入到摆线轮中,使摆线轮各参数的作用更加细化。对各参数的作用加以分类,找出影响传动能力的参数有模数和短幅系数;影响传力性能的参数有短幅系数、针齿半径、传动比。用matlab绘出各参数变化时的摆线轮齿廓压力角的分布图,得到最小压力角随各参数的变化规律,得出短幅系数对摆线轮最小压力角的影响最大,针齿半径影响较小,传动比对最小压力角的影响最小。这些规律使摆线轮的设计思路更加清晰,也对以后系列化产品中的摆线轮的设计提供理论基础。

任意齿差摆线滚柱活齿传动齿形设计与传动特性分析

提出一种新型可实现任意齿差数的活齿传动——任意齿差摆线滚柱活齿传动。基于坐标变换和齿形包络原理,推导出中心轮齿廓方程;计算中心轮齿廓曲率并分析机构参数对中心轮齿廓曲率影响;根据活齿啮合状态的几何模型,推导出任意齿差摆线滚柱活齿传动极限啮合状态的重合度计算公式,并实例计算;对活齿在中心轮齿廓一个工作区的压力角进行影响因素分析。

对钟表齿轮传动问题的探讨

齿轮是机械钟表中不可缺少的重要组成部分,其性能直接决定了钟表计时的准确性。本文介绍了国内外钟表齿轮的现状及研究进展,分析了钟表齿轮传动的要求,探讨了当今钟表齿轮传动存在的主要问题,最后提出了一种新的满足大规模制造、成本较低、性能优越的钟表齿轮齿形—双压力角渐开线齿形。

基于双压力角轻量化设计的弧齿锥齿轮接触应力分析与试验

优化弧齿锥齿轮的结构尺寸能有效减少车桥减速器齿轮、轴承座和箱壳的重量,设计出在工作齿面采用大压力角,在非工作齿面采用标准压力角的双压力角弧齿锥齿轮。推导双压力角弧齿锥齿轮齿廓的球坐标方程,依据SUV后桥主减速器对称弧齿锥齿轮的设计参数,在PRO/E环境下建立双压力角弧齿锥齿轮三维模型,并建立有限元接触模型,对齿面接触应力进行分析。设计用于切削双压力角弧齿锥齿轮主动轮、被动轮的内切刀片与外切刀片,加工出双压力角弧齿锥齿轮主动轮和被动轮。通过机械双环封闭式齿轮寿命试验台进行疲劳寿命试验,结果表明,轻量化25%后的双压力角弧齿锥齿轮的疲劳寿命符合标准要求,并且高于SUV后桥主减速器原对称齿轮寿命,验证了有限元分析结果的正确性,为车辆传动装置轻量化技术提供了可行的方法。

基于啮合角函数的平面共轭齿廓方程

首次提出了基于啮合角函数的平面共轭齿廓方程求解的新方法·在齿廓方程求解的过程中，无需旋转坐标系之间的坐标变换，可直接由啮合角函数求出共轭齿廓·这种方法简化了共轭齿廓方程的求解过程，为设计新齿形提供了新的途径·

基于啮合角函数的非圆齿轮共轭齿廓直接求解

定义了非圆齿轮啮合角函数的概念,提出了基于啮合角函数的非圆齿轮共轭齿廓的直接求解方法·建立了齿廓求解的运动几何学模型,给出了齿廓方程,给出了齿廓啮合原理的啮合角函数表达式·该方法,给定啮合角函数,无需坐标变换,可直接求解共轭齿廓,简化了非圆齿轮共轭齿廓的求解·该方法亦适用于圆齿轮齿廓,实现了圆齿轮和非圆齿轮共轭齿廓求解的高度统一·为齿轮传动的设计计算提供了一种有效的新途径·

双相激波摆杆活齿传动压力角分析

将压力角作为传力特性评价指标,用以指导双相激波摆杆活齿传动设计参数的选取。基于活齿啮合理论,运用复数矢量法建立齿形方程,以两类典型传动为研究对象,推导了压力角解析式,分析了各压力角的变化规律,确定了压力角与摆幅系数、中心轮齿数、基圆半径、摆杆长度以及中心距的关系。运用正交试验法,选取四因素三水平试验表进行方案设计,获得了各设计参数对压力角的影响权重。