基于少齿数的非对称渐开线齿轮主动设计

为了提高齿轮的传动能力,研究少齿非对称渐开线直齿轮的设计方法.采用齿条刀具的切向变位,设计非对称双圆角齿条刀具,推导包括变位的非对称齿轮全齿廓直角坐标方程和无侧隙啮合条件.分析非对称渐开线少齿数齿轮的根切现象,求解不同齿数的齿轮根切点压力角.采用基于少齿数的非对称渐开线直齿轮主动设计方法计算不同齿数齿轮副啮合的参数以及所能达到的最大传动重合度.研究结果表明:采用主动设计方法,齿轮能达到最大的传动重合度;当小齿轮齿数为4时,大齿轮的最小齿数为7.     

等弯曲强度条件下渐开线少齿数齿轮副的变位

针对渐开线少齿数齿轮副强度较弱的问题,以平面渐开线少齿数齿轮副为研究对象,以增强小齿轮轮齿弯曲强度并使大小齿轮具有相同或接近的弯曲强度为设计条件,对渐开线少齿数齿轮副大小齿轮的径向变位系数和切向变位系数的选择进行了研究.通过对齿轮副轮齿最大弯曲应力的分析,推导出大小齿轮径向变位系数和切向变位系数应满足一定的函数关系.径向变位系数的选择需要考虑轮齿根切和齿轮副无侧隙啮合两方面因素,即小齿轮的径向变位系数应满足避免根切的条件,而齿轮副径向变位系数之和要满足一定函数关系.切向变位系数的选择需要考虑切向变位对大小齿轮啮合情况与弯曲强度的相互影响,小齿轮切向变位过大会使大齿轮的齿厚过小,削弱大齿轮的弯曲强度,同时有可能引起小齿轮齿根齿廓干涉.对于齿数、模数确定的少齿数齿轮副,以大小齿轮径向变位系数和切向变位系数应满足的各个函数条件为依据,通过建立变位系数的数学模型,可以获得轮齿副等弯曲强度条件下大小齿轮径向和切向变位系数的最佳组合.     

插齿刀变位系数约束条件与计算流程

变位系数计算是插齿刀设计的重要工作.讨论了插齿刀变位系数选取原则以及应当满足不产生齿顶变尖、被切齿轮齿根过渡曲线干涉、根切和顶切等4个的约束条件.给出了新刀设计的最大变位系数和根据刃磨到最后刀齿仍有必要强度所允许的最小变位系数计算公式,编制了插齿刀变位系数计算机辅助运算流程,使插齿刀设计简单快速且便于判断设计的可行性.     

基于圆弧啮合线内啮合齿轮设计与特性分析

针对内啮合齿轮传动,提出1种基于圆弧啮合线的大重合度内啮合齿轮构造方法。选取连接外齿轮和内齿圈节圆交点和齿顶圆交点的圆弧为啮合线,构造在该啮合线上共轭的外齿轮和内齿圈齿顶齿廓;根据共轭原理设计与齿顶齿廓共轭的齿根齿廓,完成内齿圈齿根齿廓修形;对新齿形进行根切检验,分析新齿形啮合几何特性及加载接触;利用数控加工方法完成内啮合齿轮样件的加工并进行啮合试验。研究结果表明:新齿形不产生根切和齿顶干涉;与渐开线内啮合齿轮相比,新齿形重合度大大提高,相对滑动率减小,相对法曲率增大;齿面接触和齿根弯曲应力显著降低,承载能力大大提高;齿数比为38/53的新齿形存在7对齿接触,验证了新齿形的大重合度啮合。     

渐开线齿形链机构的啮合机理

基于齿轮齿条机构的啮合理论，研究了渐开线齿形链机构的啮合机理．分析了渐开线齿形链轮和链条的啮合状态，得出了变位系数的求解公式，发现变位系数与齿数和节距有关，并给出了变位系数的变化曲线．对渐开线齿形链轮的根切状态进行了研究，求解了不发生根切的最小齿数．研究了渐开线链轮的最小变位系数和唯一变位系数，发现链轮节距为9．525mm时，最小齿数应为17．基于包络原理和坐标变换公式，确定了渐开线齿廓和齿根圆之间过渡曲线的方程．求解变位系数和最小齿数的方法可适用于所有节距的齿形链机构．     

少齿数非对称斜齿轮根切与动态特性的研究

基于齿轮加工原理,建立了非对称齿条刀具法面方程,通过齐次坐标进行矩阵转换,推导了产形轮的齿廓方程.利用产形轮表面根切点的切向量为零,求解出不发生根切的径向变位系数取值范围,为少齿数非对称斜齿轮的参数取值提供依据.根据该齿轮啮合有限元模型,计算出轮齿在完整啮合周期下,齿根节点各向加速度和齿根VonMises应力随时间变化的规律,分析了不同速度和不同载荷对齿根冲击应力的影响.对啮合的齿轮副进行齿顶修形,得到不同修形量时的齿根冲击应力曲线.结果表明:x,y和z方向对非对称少齿数斜齿轮振动的影响都很大,转速比转矩对冲击的影响要大,适当的修形会减小冲击应力.     

日本渐开线行星齿轮减速机的测绘与剖析

根据对日本渐开线行星齿轮减速机的测绘结果,分析、计算了插齿加工中插齿刀的变位系数对行星齿轮传动,特别是内啮合副中的“过渡曲线干涉”的影响,以及对被切齿轮齿顶圆直径的影响。结果表明,在渐开线行星齿轮传动中采用标准齿轮传动时,只要适当控制插齿刀的变位系数,即使不减小内齿轮的齿高,也不会发生内齿轮齿顶与行星轮齿根的“过渡曲线干涉”;插齿刀的变位系数对被切齿轮的齿顶圆直径影响也不大。     

适用于液氨类介质的垂直型齿轮泵设计

为改善与提高液氨类介质齿轮泵的进口空化性能和有效容积率,从进口流道的方向与位置设计及齿轮副基本参数优化等方面,提出一款来流方向垂直于泵内搬运方向即具有垂直型流向的齿轮泵.基于现有的优化模型,通过单位排量体积优化目标的公式修正,新增有效容积率约束,新建根切重合度约束,优化出齿轮副的模数、齿数、变位系数、齿顶高系数等基本参数,并据此进行相关分析.结果表明:现行通过主动轮齿顶啮合计算出的重合度不可靠,只有通过从动轮齿根点能否进入啮合计算出的重合度,才能保证齿轮副的连续传动;垂直型流向有利于进口空化性能的提高和困油性能的改善,外形上具有轴向尺寸小、径向尺寸大的几何特征等.方法为适用于任何介质的齿轮泵设计提供了一种新的思路.     

直线共轭内啮合齿轮副的重合度研究

根据齿轮啮合原理,参照渐开线齿轮定义了直线齿廓外齿轮的基本参数,得出了齿形半角、压力角和最小齿数的关系,得到直线齿形齿轮的齿廓方程,在此基础上对啮合极限点进行了研究。为满足连续传动的要求,推导出直线共轭内啮合齿轮副啮合曲线,并分析了直线共轭内啮合齿轮传动的啮合特性。根据重合度计算理论推导出直线共轭内啮合齿轮副重合度的计算公式,保证在齿形参数设计时满足连续传动的要求。根据齿轮的基本参数和重合度的计算公式,研究外齿轮齿顶高系数、内齿圈齿顶高系数、压力角与重合度的关系。     

小压力角滚刀加工齿轮的齿数范围

用小压力角滚刀加工不同齿数的齿轮时,齿轮的齿高得不到标准值,当齿轮的实际齿数Z′大于滚刀设计时所依据的齿轮齿数Z时,则实际齿轮的齿高将小于理论齿高;反之,若Z′相似文献   

变位面齿轮副承载特性分析及变位系数优化

为改善面齿轮副啮合性能,采用变位插齿刀对面齿轮进行变位,建立了包含齿根过渡曲面在内的变位面齿轮全齿面理论三维几何模型,进行了承载接触分析(LTCA)和应力场分析,并以齿根弯曲应力、齿面接触应力为两个优化目标,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)优化了变位系数.结果表明:面齿轮副变位对承载传动误差、齿间载荷分配、齿面载荷分布有一定影响,但承载传动误差波动幅值对变位系数并不敏感;负变位可增加重合度,并减小大轮齿根弯曲应力峰值,但齿面接触应力、小轮齿根弯曲应力峰值增大;正变位可减小齿面接触应力、小轮齿根弯曲应力峰值,但大轮齿根弯曲应力峰值增大;优化后的变位系数既提高了齿面接触强度,又使大、小轮弯曲强度趋于接近,有利于提高面齿轮副的承载能力.     

一种新型渐开线齿轮范成法原理实验装置

设计了一种手摇式简易滚齿机来模拟渐开线齿轮范成法加工原理,该实验装置既可以加工标准齿轮又可以加工变位齿轮,学生通过摇动手柄带动滚刀运动,切制蜡模,直观地观察渐开线和齿根圆角的形成过程,了解产生根切的原因和避免根切的方法。具有体积小、重量轻、成本低的特点,突出范成法原理的演示,十分适用于学生实验使用。     

用查表法求插齿刀齿顶强度对变位系数的限制

插齿刀变位系数加大，则其齿顶强度降低。欲保证其齿顶强度，需求出所允许的最大变位系数xomax。如采用作图法求xomax则过于粗糙，采用试算法则太麻烦。通过应用齿顶宽度与齿数、模数及变位系数之关系进行计算作出详细表格，读者根据插齿刀的模数、齿数、齿高系数即可得到xomax。     

渐开线少齿差内齿轮副的优化设计及其图形的自动显示

采用优化设计方法来解决渐开线少齿差行星传动中内齿轮副几何参数的合理选择问题。该优化模型的目标函数为内齿轮副的啮合效率，设计变量为外、内齿抡的变位系数Ｘ＿１、Ｘ＿２和齿顶高系数ｈ＊＿ｎ．以保证一定的重合度、齿顶厚以及避免各种几何干涉为约束条件。优化方法为复合形法。最后，还编制了自动绘图程序，以便借助计算机自动显示和绘制内齿副的啮合图。     

双渐开线齿轮最小齿数的研究

从端截面开发研究双渐开线齿轮不产生根切的极限齿数,指出在界点切齿啮合时,啮合线并不通过刀尖椭圆中心,进而导出不产生根切的最小齿数计算式,并把齿顶变尖问题与不产生根切的极限齿数结合在一起进行研究,展现了双渐开线齿轮的优越性。     

变位齿轮齿形系数的计算

介绍用创成法(包括用齿条刀,螺旋铣刀,磨齿和插齿刀)切削的变位齿轮齿形系数πy_ξ的解析计算法。以刀具角α_a=20°,齿顶高系数f_0=1,径向间隙数c′_0=0.25的标准齿条刀切削的变位齿轮齿形系数为例,对已有的图解数表作了修正,计算出标准齿轮的数表和变位齿轮的图表来供设计使用。此外,还求出危险断面的齿根曲率半径,指出理论应力集中系数α_σ,弯曲应力系数(α_σ/πy_ξ)的重要性和其求法。     

正弦齿条所生成齿轮的根切特性探讨

讨论了基于正弦齿条生成的齿轮的根切特性正弦齿条的几何形状可以认为是由无数个渐开线齿轮的生成齿条所组成,仿照渐开线齿轮的根切特性的讨论方法,推导出正弦齿条所生成齿轮的根切判别依据和无根切最少齿数的计算式。经讨论和仿真证实,正弦齿条所生成的齿轮在一个特定的齿顶高下最容易发生根切,该齿顶高数值只取决于正弦齿轮的设计压力角,相应的无根切最少齿数也仅取决于正弦齿轮的设计压力角,而与齿顶高系数值无关,在相同设计压力角下,正弦齿轮的无根切最少齿数远小于渐开线齿轮的无根切最少齿数。     

剃前滚刀设计方法的研究

为了改善齿轮在啮合运动过程中产生噪音的问题，人们通常将齿轮的齿顶加工出修缘、齿根加工出沉割．本文针对加工该类齿轮的刀具——剃前滚刀的触角长度计算，留剃余量及齿顶修缘量等问题从理论上进行了深入的分析、研究，为设计该类齿轮刀具提供了理论依据和方法．     

渐开线零齿差内齿轮齿形系数的计算

零齿差内齿轮齿形系数,不但与它的齿数和径向、切向变位系数有关,而且与插刀齿数和刀具的变位量相关,故在计算零齿差内齿轮齿形系数时,必须同时考虑两者的因素.本文根据55°切线法,用上述观点推导了齿形系数公式,可供机械设计人员在设计零齿差传动中参考.     

滚刀安装角的计算

通过对滚齿加工中滚刀安装角的分析，提出了用标准滚刀滚切标准齿轮、短齿圆柱齿轮及变位齿轮滚刀安装角的公式。并分析了滚刀安装角误差对被加工齿轮齿形精度的影响，经实践验证本公式在提高齿形精度方面取得了预期效果。