基于媒介齿条的渐开线圆柱蜗杆斜齿轮传动啮合特性分析

为了分析渐开线圆柱蜗杆斜齿轮传动的宏微观啮合特性,依据微分几何和啮合原理,基于卡姆士定理和媒介齿条的传动性能分析方法,构建渐开线圆柱蜗杆与媒介齿条、媒介齿条与渐开线斜齿轮的啮合关系,分析共轭齿面在接触点微观邻域内的曲面特征,推导并建立传动副瞬时理论接触点、实际接触椭圆、最大接触应力及重合度等宏微观啮合特性分析模型,并对某汽车座椅水平调节器上的渐开线圆柱蜗杆斜齿轮传动副进行宏微观啮合特性分析。研究结果表明:渐开线圆柱蜗杆斜齿轮传动副为瞬时理论点接触,齿面变形实际呈椭圆接触,接触轨迹分布于轮齿中部,接触椭圆的长半轴沿接触轨迹垂直方向,接触应力较大、重合度较小且与齿轮传动相近,适用于轻载场合。     

少齿数齿轮副的有限元分析

结合渐开线斜齿轮和少齿数齿轮设计理论,对少齿数齿轮副各参数进行选取,建立少齿数齿轮副的三维模型,进行少齿数齿轮副的接触有限元分析,得到了少齿数齿轮副传动过程中接触区域和轮齿接触应力。通过对比两种齿面接触强度计算方法,初步验证了以下界点作为齿面接触强度计算点的合理性,为少齿数齿轮副的优化设计和齿面接触强度公式的建立提供参考依据。     

新型包络圆柱蜗杆传动的理论研究（Ⅰ）

首次建立了双自由度运动状态下，骼直线型切刀包络加工圆柱锅杆动的啮合原理数学模型，直线型切刀包络的圆柱蜗杆副中，蜗杆的轴向齿廓为凸齿廊，蜗杆和蜗轮是全齿面接触，蜗轮齿面接触线较长，以这种接触传动为主传动应用在电梯曳引机上很理想。     

蜗杆副传动接触线载荷的研究

建立了蜗杆副在常规的润滑与磨损传动条件下,齿面接触线载荷的计算模型,结合蜗杆副传动的润滑与磨损规律特点,阐明了蜗杆副传动中,弹性流体动力润滑油膜和齿面磨损状态对齿面接触线载荷变化规律的影响。     

斜齿轮滑动摩擦功率损失的计算

应用齿轮啮合理论,提出了斜齿轮啮合滑动摩擦功损的计算方法.首先,利用轮齿接触分析得到齿轮副的啮合路径和接触印痕:然后,利用承载接触分析求得齿面接触点法向载荷和承载传动误差,通过求解一个周期内所有啮合位置,可以得到一对轮齿从进入啮合到退出啮合所有接触点的法向载荷和承载传动误差,极大减少了计算工作量;最后,将承载传动误差转换成齿面接触点的相对滑动速度并与该接触点处的摩擦力相乘得到该点的滑动摩擦功损,将所有接触点的滑动摩擦功损一起带入功率近似计算公式从而得到斜齿轮啮合的滑动摩擦功率损失.     

新型包络圆柱蜗杆传动的理论研究（I）

首次建立了双自由度运动状态下，用直线型切刀包络加工圆柱蜗杆传动的啮合原理数学模型．直线型切刀包络的圆柱蜗杆副中，蜗杆的轴向齿廓为凸齿廓，蜗杆与蜗轮是全台面接触，蜗轮齿面接触线较长，以这种接触传动为主传动应用在电梯曳引机上很理想．     

新型双曲柄内齿环行星减速器的接触分析

针对目前环式减速传动在使用过程中轴承承栽能力较低、容易失效等问题,提出一种由渐开线行星齿轮传动和渐开线少齿差行星传动组合而成的两级新型双曲柄内齿环行星减速器.在对该减速器结构形式、传动原理及受力情况进行分析的基础上,为分析其承栽能力,建立了此新型传动形式的有限元接触分析模型.通过接触分析计算,得出齿面接触等效应力和实际接触齿对数,并在此基础上,对新型双曲柄内齿环行星减速器内啮合传动齿轮副进行了齿廓修形与有限元接佑触重分析.结果表明,修形后的传动齿轮副的承载能力得到了明显提高,具有工程实用性.     

基于人字齿轮啮合特性的滑动摩擦功率损失

以空间多重共轭啮合理论为基础,利用人字齿轮副轮齿接触特性与承载接触特性,提出一种计算人字齿轮滑动摩擦功率损失的方法。首先,利用人字齿轮副轮齿接触分析(TCA),获得人字齿轮齿面接触路径和印痕。然后,利用人字齿轮副承载接触分析(LTCA),计算得到啮合齿面瞬时椭圆长轴(接触点)上离散点的法向载荷和瞬时接触点的传动误差,把所得到的离散点载荷和传动误差分别转换成齿面瞬时接触点的法向载荷和相对滑动速度,二者与摩擦因数相乘得到人字齿轮瞬时接触点的滑动摩擦功率损失。最后,对人字齿轮齿面所有瞬时接触点的滑动摩擦功率损失进行拟合并积分,最终获得1对人字齿轮轮齿从啮入到啮出的滑动摩擦功损。     

混合弹流润滑修形斜齿轮齿面摩擦功率损耗

针对斜齿轮修形设计中齿面摩擦功率损耗的问题,研究了斜齿轮齿廓修形、齿向修形和拓扑修形方法,基于齿轮接触分析和齿面承载接触分析提出了修形齿轮齿面摩擦功率损耗及混合弹流润滑条件下修形齿轮摩擦系数计算方法。对齿廓修形、齿向修形及拓扑修形斜齿轮修形参数与齿面摩擦功率损耗的关系进行了仿真,结果表明:对于齿廓修形,修形量对功率耗损影响较小,而且齿廓修形功率耗损波动较小,对传动有利;对于齿向四阶修形曲线,修形长度变化对功率损耗影响较大,而且齿向修形长度增大后功率耗损波动增大,对传动不利;与单纯齿向修形相比,修形长度较大时拓扑修形下功率损耗波动量减小,对传动有利。     

渐开线斜齿圆柱齿轮传动重合度系数修正

基于对渐开线斜齿圆柱齿轮传动接触线长度的精确计算,提出对现行标准中斜齿轮传动强度计算的重合度系数进行修正,可提高齿轮传动设计计算的精确性．     

滚子包络环面蜗杆传动副装配误差分析

为了掌握装配误差对滚子包络环面蜗杆传动副齿面接触的影响规律,基于齿轮啮合原理和微分几何原理,在滚子包络环面蜗杆传动副的理论啮合几何学模型的基础上,建立了考虑中心距误差、蜗杆轴向误差、蜗轮轴向误差和轴交角误差等4项装配误差的传动副干涉分析模型,提出了传动副在2种干涉情况下的定量评价指标及其数值计算方法,通过实例计算验证了数学模型的正确性.实例分析结果表明:滚子包络环面蜗杆传动副的理论接触线为中间平面附近的一条空间圆柱螺旋曲线;在装配误差的各分量中,蜗杆轴向误差对接触干涉情况影响最大,蜗轮轴向误差影响最小.     

弧齿圆柱齿轮理想几何参数及其加工方法

在分析多种类似弧齿圆柱齿轮的几何形状参数与加工方法后,提出理想的弧齿圆柱齿轮的几何形状参数,分析弧齿齿轮副齿面的啮合特征,并通过对齿面方程和啮合线方程的图形化直观地表达两齿面的啮合状态,得到弧齿圆柱齿轮理想几何参数是：弧齿圆柱齿轮凸齿面与凹齿面弧线半径必须相等,在轮齿的不同径向截面上分度圆处的周向齿厚相等、周向槽宽相等、压力角相等.在此基础上,提出渐开线弧齿圆柱齿轮的加工方法与平行连杆式加工装置.     

渐开线外啮合斜齿轮流量计的流量脉动

在研究渐开线外啮合斜齿轮流量计流量脉动时,由于螺旋角的作用,人们可以将其瞬时流量视为沿着齿宽方向依次错开一个固定相位角的无数个直齿轮瞬时流量的叠加.依据这一指导思想,利用能量守恒定律和斜齿轮啮合原理,推导出渐开线外啮合斜齿轮流量计流量脉动最大变化量的数学表达式.在此基础上,再依据该数学表达式中的各参数关系,并以斜齿轮重合度为理论基础,推导出渐开线外啮合斜齿轮流量计不产生困油现象的临界螺旋角和临界斜齿轮宽度.分析表明:渐开线外啮合斜齿轮流量计的流量脉动程度低于相同齿容量条件下的直齿轮流量计,并且随着螺旋角的增大其流量脉动会减小.     

基于UG-NX6的渐开线斜齿圆柱齿轮参数化设计研究

渐开线斜齿圆柱齿轮齿形轮廓复杂,其参数化设计困难.利用三维软件UG-NX6对斜齿圆柱齿轮进行三维建模,实现了改变参数就立即得到相应的渐开线斜齿圆柱齿轮三维模型的参数化设计.对其他具有复杂表面形状的形体参数化设计提供了参考.     

点接触曲线构型内啮合齿轮传动接触特性分析

内啮合齿轮传动具有结构紧凑、体积小、承载能力高等特点,在行星齿轮传动机构中获得广泛应用。为进一步提高内啮合齿轮副传动性能,在齿轮共轭曲线理论的研究基础上,本文提出一种点接触曲线构型内啮合齿轮传动形式,建立点接触曲线构型内啮合齿轮传动基本数学模型,通过空间共轭曲线副实现较灵活的齿面设计,满足高性能使用需求。分析点接触曲线构型内啮合齿轮副接触特性,建立齿面运动分析模型,探讨连续旋转运动下齿面实际啮合特征;提出适用于该内啮合齿轮副的齿面重合度分析计算方法,推导依据空间共轭曲线副评判成型齿面滑动率的一般计算公式,讨论不同参数影响下齿面滑动率变化规律;概述点接触曲线构型内啮合齿轮副齿面法曲率计算原则,提出齿面干涉分析依据等。相关研究为后续构建高性能齿轮传动副奠定理论基础和技术支撑,具有重要的理论意义和工程应用价值。     

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。     

线接触端曲面齿轮齿面的接触算法

为了研究线接触端曲面齿轮副的齿面接触特性,建立了端曲面齿轮副的传动坐标系,推导出齿轮副的瞬时回转轴及瞬轴面.应用齿廓啮合基本定理,从几何学的角度提出了线接触端曲面齿轮副齿面接触算法,求解出齿轮副的齿面接触印痕与齿廓点.根据齿轮副齿面接触分析结果,确定了端曲面齿轮齿面的修形位置.通过齿轮副对滚实验,验证了线接触端曲面齿轮齿面接触算法的正确性.     

渐开线齿轮副的最小侧隙计算与分析

齿轮副必须具备足够量的最小侧隙才能保证正常啮合传动。目前关于最小侧隙的计算还没有比较理想的方法,在理论上和考虑诸影响因素上也尚有争论,尤其渐开线圆柱齿轮精度制(JB179—83)简介中规定了最小侧隙的计算公式,我认为也同样存在着值得商榷的地方。本文重点提出了齿轮副最小侧隙与润滑方式无关而与齿面粗糙度有关的新论点,同时对各影响因素逐一进行分析,提出了新的计算公式。     

基于高精度修磨轮包络精化圆柱蜗杆的理论研究

提出一种用修磨轮双自由度精化圆柱蜗杆的新方法,运用空间啮合原理对该方法进行了理论分析,推导出若干啮合分析方程工,从理论上验证并得出了用渐开线齿轮形修磨轮可精化出渐开线圆柱 的结论,通过对修磨齿形的特殊设计与制造还可精化其它齿形的圆柱螺杆 ,且效率高,成本低。     

小轴交角空间交错轴间传动的一种优良形式

由1个直齿轮与1个斜齿轮组成的交错轴斜齿轮副可称作S H交错轴斜齿轮副。建立了此种特殊形式的交错轴斜齿轮传动啮合分析的数学模型,推导了啮合线方程和接触迹线方程。通过计算相对主曲率、相对速度等影响齿面接触质量的参数,发现了这种齿轮副组合方式的一些独特优点。S H交错轴斜齿轮传动是小轴交角情况下空间交错轴传动的一种优良形式。