高阶变性椭圆齿轮的研究与设计

在综合研究高阶椭圆和变性椭圆生成机理的基础上，提出了一种新型非圆齿轮形式——高阶变性椭圆齿轮．采用数学推导与数值计算相结合的方法，建立了以高阶变性椭圆为基础的椭圆族数学模型，提出了最小传动比位置偏移率的概念，以表征周期内传动比曲线的不对称性．研究了在以高阶变性椭圆为节曲线的齿轮传动副中，主动轮与从动轮的转角关系、传动比关系、曲率半径及弧长计算等问题，得到了设计高阶变性椭圆齿轮所需各种参数的求解方法，采用这些方法并结合实际情况，即可设计出满足要求的高阶变性椭圆齿轮副．该设计方法对于普通椭圆齿轮的设计计算也同样适用，因此统一了各种椭圆齿轮的设计过程．     

外啮合高阶分段变性椭圆齿轮虚拟插削与分析

为了探索节曲线内凹的高阶分段变性椭圆(斜)齿轮插削方法,基于外啮合非圆齿轮的运动特征和节曲线规律,建立高阶分段变性椭圆直齿轮展成插削加工数学模型和插齿刀数学模型;利用计算机技术对高阶分段变性椭圆节曲线凹凸性和凹凸部最小半径进行校验;构建直齿高阶分段变性椭圆齿轮齿坯等极角、齿坯等弧长和齿坯等转角插削方案,设计斜齿高阶分段变性椭圆轮的齿坯和插齿刀附加运动,利用Solidworks二次开发功能进行仿真加工。虚拟插削结果表明节曲线内凹的高阶分段变性椭圆(斜)齿轮能采用上述方法进行插削,相同插削效率下,等弧长插削出的高阶分段变性椭圆齿轮齿廓精度一致,其余插削方案各齿廓精度有差异;斜齿轮插削附加运动对齿向精度无影响。     

基于MATLAB和SolidWorks的高阶椭圆齿轮参数化建模系统

针对高阶椭圆齿轮设计与建模过程比较繁琐的问题,进行高阶椭圆齿轮参数化设计与建模系统的研究。根据齿轮拟合传动特性推导出节曲线数学模型,依据加工原理法推导出齿轮齿廓的数学模型;使用MATLAB对节曲线和齿轮齿廓进行仿真,仿真结果用于程序参数校验以保证齿轮设计参数满足啮合要求;采用组件对象模型技术（COM）技术对SolidWorks进行二次开发,使程序能够根据仿真结果自动绘制齿轮三维模型;通过GUI完善交互界面的设计,使程序能够独立地驱动SolidWorks和MATLAB。以实际工程问题为例,计算并绘制出一对高阶椭圆齿轮拟合的三维模型,结果表明开发的程序能够大大节省高阶椭圆齿轮设计的时间,提高机械设计效率。     

高阶椭圆齿轮副节曲线的参数化设计

利用MATLAB软件根据对非圆齿轮的啮合原理,对最常见的节曲线封闭的高阶椭圆齿轮副节曲线进行设计,并且讨论了其凹凸性。最后运用三次样条插值对其节曲线进行了研究,为后续的设计制作提供了一定的依据。     

基于SolidWorks的一阶椭圆齿轮参数化建模研究

针对椭圆齿轮在设计方面存在的计算复杂、效率低等缺点进行椭圆齿轮的参数化设计及自动建模的研究。根据椭圆齿轮节曲线和齿廓的基本理论建立数学模型,在理论分析的基础上以一阶椭圆齿轮为例,利用MATLAB程序设计语言编程求解椭圆齿轮的节曲线、齿轮齿廓曲线和齿形图。借助SolidWorks的宏录制功能进行二次开发,实现椭圆齿轮的参数化设计及自动建模;随后使用SolidWorks的VBA界面设计功能设计出一个界面,用户只需要在此界面的输入框里输入齿轮的参数并运行,便可由SolidWorks自动创建一个椭圆齿轮。     

三阶非圆行星齿轮机构节曲线计算分析

介绍非圆行星齿轮机构的原理和组成,建立以变中心距N-G-N 34型非圆行星轮系液压马达作为对象的分析模型,推导出三阶非圆行星齿轮机构非圆齿轮的节曲线计算公式,具体给出节曲线应满足的两个条件的计算方法及结果.在理论分析的基础上,采用Matlab工具,以34型变中心距非圆行星齿轮机构为例对其节曲线进行求解并生成高阶椭圆曲线.     

变性椭圆齿轮传动特性与运动仿真分析

根据非圆齿轮基本啮合理论,分析了变性椭圆齿轮的传动特性,以及各运动参数对变性椭圆齿轮副传动特性的影响规律.建立了变性椭圆齿轮副三维模型,通过ADAMS软件生成齿轮副虚拟样机模型,对其在实际工况条件下的运动状况进行运动仿真分析,通过对比分析齿轮副理论与仿真角速度曲线得到角速度曲线最值相对误差,分析误差产生的原因.仿真结果进一步验证了变性椭圆齿轮副设计建模方法与其理论传动特性的正确性,为其设计参数的选取提供了理论依据.     

节曲线向径以线性速度变化的非圆齿轮研究

提出一种根据给定中心距和传动比范围设计封闭非圆齿轮的方法。在其节曲线形成过程中,引入了节曲线向径变化速度,根据封闭非圆齿轮传动的条件,构建的线性函数,得到节曲线向径以线性速度变化的非圆齿轮;推导新式齿轮的凹凸性、弧长、及压力角公式。通过仿真计算,得到了时间参数1不同的3种非圆齿轮节曲线,比较了3种节曲线及相应传动比函数的变化趋势,总结出传动比函数的对称性随1的变化规律,为新型齿轮的设计选用提供了依据。研究表明:节曲线方程由二次多项式构成的新式齿轮,相对其它非圆齿轮计算简单,构造方便。     

椭圆齿轮参数化设计与运动仿真系统的开发

非圆齿轮因其节曲线为非圆形,计算复杂,设计困难,目前的三维设计软件都无法直接进行实体建模.根据非圆齿轮的设计理论,利用Visual Basic 6.0良好的界面设计功能和计算能力对SolidWorks进行二次开发,设计出椭圆齿轮参数化设计与运动仿真系统.实现椭圆齿轮的三维参数化建模与运动仿真,解决椭圆齿轮设计中的复杂计...     

斜齿轮齿面的修形优化设计及分析

为了减小斜齿轮的振动与噪音,提出了一种斜齿轮齿面的修形设计方法.首先,由两段四阶抛物线和一段直线组成齿向修形曲线,齿廓修形曲线则被设计为一高阶抛物线,根据齿轮对的设计重合度来确定高阶抛物线的基本形状;然后,由三次B样条拟合得到修形曲面,通过其与标准齿面的直接叠加来构造高阶修形齿面;最后,结合承载接触分析(LTCA)和智能优化算法建立优化模型,以承载传动误差幅值(ALTE)为优化目标得到最终的齿面修形参数.计算结果表明:随着负载增加,高阶修形曲线上的内凹量逐渐增加;在高、中、低三种负载下,高阶修形都能有效大幅降低ALTE,而传统修形只能在较低负载下大幅降低ALTE.     

高阶椭圆锥齿轮齿距误差的三坐标测量方法

为验证高阶椭圆锥齿轮副设计及加工的正确性,针对高阶椭圆锥齿轮插齿包络法加工得到的齿轮实体,提出高阶椭圆锥齿轮齿距误差的三坐标测量法。根据齿轮啮合原理,建立该锥齿轮齿距误差测量评价的数学模型。采用三坐标测量法,通过对高阶椭圆锥齿轮样件的实际测量,分析处理三坐标测量机上获得的坐标点集,从而获得理想元素。经数据处理后可以分析得到非圆锥齿轮的节曲线拟合曲线、单个齿距误差以及齿距累计误差。测量分析结果与理论计算结果基本吻合,表明所建立的高阶椭圆锥齿轮齿距误差评定方法是可行的。     

基于VC的非圆齿轮齿形设计

依据非圆齿轮啮合原理，确定轮齿在节曲线上的位置，并推导了轮齿的齿廊，齿顶，齿根的曲线方程，应用VC编程及交互技术实现了非圆齿轮齿形的计算机辅助设计，增强了非圆齿轮设计的直观性，为非圆齿轮的传动模拟奠定了基础。     

端曲面齿轮复合传动齿面设计与滑移特性分析

结合齿轮啮合定理,给出了实现预期传动特性函数的端曲面齿轮副节曲线和齿形的通用设计方法,以满足不同应用需求.基于端曲面齿轮副的复杂运动形式和应用场合,根据空间坐标变换理论,推导出端曲面齿轮副传动比、轴向移动速度,建立齿面滑移速度方程,并针对各轮齿及其齿面参数进行分析,讨论了端曲面齿轮副齿面滑移特性及其影响因素.结果表明,端曲面齿轮齿面滑移速度的大小和方向随着齿高的变化而变化,且在半个转动周期内,各齿的滑移特性各不相同.     

正交变传动比面齿轮的设计及三维造型

<正>交变传动比面齿轮传动是一种新型的齿轮传动形式.根据空间坐标变换关系及齿轮啮合原理,推导正交变传动比面齿轮副的节曲线、齿顶曲线、齿根曲线方程;结合加工刀具齿面方程与齿轮共轭基本原理,得到正交变传动比面齿轮的齿面参数方程;根据根切和变尖的条件,推导齿宽的计算方法;分析加工过程中刀具的空间走刀轨迹,基于VB和Solidworks(API)开发出正交变传动比面齿轮参数化设计和加工仿真系统;对正交变传动比面齿轮副进行实验研究,验证了理论推导过程和参数化设计及仿真加工方法的正确性和可行性.     

正齿椭圆齿轮的实体建模及其运动特性分析

针对椭圆齿轮齿廓生成复杂且造型困难的问题,本文依据齿条刀具范成法加工非圆齿轮的原理,建立了计算机仿真加工中刀具与椭圆齿坯间的运动学模型;由此根据齿条刀具加工中齿廓形成的规律,编写出椭圆齿轮齿廓的计算程序,该程序可方便地计算出椭圆齿轮齿廓曲线数据;最后将该齿廓曲线数据导入实体造型软件完成实体建模,并运用Adam s软件分析了椭圆齿轮的啮合及运动特性。