基于最大形状系数的齿轮泵轻量化研究

为实现高综合性能渐开线齿轮泵的轻量化目的。首先,由泵的设计流程,推结出其轻量化在于关乎齿形参数的啮合角和关乎体积参数的模数确定;其次,由极限啮合位置和限定的齿顶角,以啮合角为变量,双节圆柱体积最小为目标,构建单变量优化模型;然后,针对泵用的这对具有最大形状系数的齿轮,创新出一款能无根切滚齿加工的双压力角齿刀轮廓;最后,以齿顶限速确定出标准化的模数。结果表明:齿轮泵归结为啮合角与模数的轻量化设计,概念清晰,计算简单;单变量齿形优化,质量好、效率高;近上限的模数标准化取值,泵的综合性能好;压力角和顶隙系数对轻量化影响甚微,为恒取标准的20°压力角提供依据;齿顶角越小,齿数越少,最大形状系数越大;所推荐的齿数为7,重合度约1.1,困油性能好,啮合角约30°,传动效率较高;双压力角齿刀具有顶刃圆角小和齿轮滚齿加工无根切的特点等。为其它容积泵的轻量化设计,提供一种创新的途径和方法。

一种多压力角双接触齿轮设计与制造工艺研究

基于传统渐开线齿轮齿廓修形研究,提出了一种多压力角双接触齿廓。该齿廓采用变压力角形成渐开线后,通过抛物线圆滑过渡,实现凸面与凸面、凸面与凹面齿廓接触,综合曲率半径增大,由原来的单条啮合线发展成为两条啮合线甚至多条啮合线接触,使轮齿齿面接触应力下降、接触变形减小,承载能力得到大幅提升。针对特殊齿廓的制造,提出了一种创新的刀具设计方法,采用滚齿加磨齿工艺实现制造,并实现了这种新齿形的检测。