变传动比循环球转向器的参数设计方法

针对变传动比转向器中齿条齿扇副的重合度、换向连续等多个设计目标不相关甚至矛盾的问题,提出了一种变传动比齿条齿扇副的设计方法。该方法以齿扇中间截面为设计出发点,得到的齿条和齿扇均是非圆的,克服了单纯以直齿条或渐开线齿扇作为设计出发点时设计不灵活的不足。首先,研究了重合度和换向角的计算方法,进而明确了参数设计目标,然后选取了齿扇中间截面上的相关参数作为设计参数,并分析了各参数对各设计目标的影响,最终提出了设计参数的寻优方法。对某款变传动比转向器的设计实例表明,该方法的齿条齿扇副满足传动连续和换向连续的要求,齿扇没有根切和齿顶变尖。所提方法设计自由度大,综合考虑了所有设计目标,设计过程方便快捷。     

弯曲齿条啮合传动的重合度

齿轮齿条在工程应用中具有广泛的应用,通常使用重合度作为衡量齿轮齿条承载能力和传动平稳性的指标。但由于制造工艺或载荷等原因,齿条可能会发生弯曲变形,弯曲后齿轮齿条的重合度难以计算。基于齿条不同方向弯曲模型,分别得出齿条在沿齿向弯曲、沿齿背方向弯曲和沿齿侧方向弯曲的重合度计算公式,并进一步推导出复合弯曲条件下的齿条重合度计算公式。针对一种型号的齿轮齿条钻机进行实例分析,研究齿条在各方向上弯曲不同角度后的齿轮齿条重合度曲线,结果表明:齿条不同方向的弯曲角度对齿轮齿条啮合的影响程度各不相同,可得齿背方向弯曲对啮合的影响最为显著。     

EPS综合实验台加载系统路面谱复现研究

为研究基于路面谱的电动助力转向系统(EPS)综合实验台复现能力,设计齿轮齿条传动的加载系统,建立考虑齿侧间隙的齿轮齿条传动系统的动力学方程,通过MATLAB/Simulink完成对齿轮齿条传动系统的动态建模,对系统包含齿侧间隙时的工况及复现情况进行分析。结果表明：搭建的齿轮齿条加载系统稳定、可控、可观测,能够较好复现路面谱曲线;齿侧间隙为正时对路面谱的复现呈现微量正向偏移,齿侧间隙为负时对路面谱的复现呈现微量负向偏移。     

非圆齿轮齿距误差分析研究

根据非圆齿轮滚切加工模型,分别推导了工件转角误差和齿条水平移动量误差作用下非圆齿轮齿距偏差和齿距累积误差的表达式,给出了考虑上述误差影响时非圆齿轮齿距偏差和齿距累积误差的计算方法.分别得到了工件转角误差和齿条水平移动量误差与非圆齿轮齿距偏差和齿距累积误差的关联规律.对椭圆齿轮实例计算表明:工件转角误差和齿条水平移动量误差对最小曲率半径附近的齿距偏差影响最大,所有齿距累积误差和为零,节曲线的等高线可代替节曲线来测量非圆齿轮齿距的齿距角误差.     

锥形齿轮滚削齿面的构成理论及参数计算

根据齿轮啮合原理中多自由度齿面包络理论，对渐开线锥形齿轮在滚齿加工中，刀具与工件的相对运动及产形齿条的形成机理进行了深入分析，证明了产形齿条的存在，并求解了其齿面形状。通过对齿轮、滚刀和产形齿条三者之间空间几何关系的进一步分析，研究了锥形齿轮的齿面构成理论，求证了由产形齿条包络运动所形成的齿轮渐开螺旋齿面，并推导了齿条和齿轮几何参数的计算公式。研究结果不仅对锥形齿轮的滚齿加工具有重要的理论指导意义，而且对于具有类似运动的其他加工方法也同样适用。     

基于正弦齿条的齿轮及其齿廓曲线

提出一种以正弦曲线为生成齿条的齿廓曲线生成的新型齿轮.与渐开线齿轮的生成齿条不同,正弦齿条的设计压力角与轮齿高度、厚度之间具有一定的关系.设计压力角增大,则轮齿高度减小、厚度增大.通过齿廓图形仿真发现,正弦齿条生成的齿轮发生根切的倾向明显小于渐开线齿轮.所生成齿轮的齿廓与双圆弧齿轮相似,因而接触强度和弯曲强度要高于渐开线齿轮.文中给出了正弦齿廓在椭圆传动中的应用,并附加相同设计参数的渐开线齿轮传动情形以作对照.     

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。     

微段渐开线齿条齿廓方程的建立及参数的优化计算

介绍了微段渐开线齿条齿廓形成原理及形成过程,建立了微段渐开线齿条齿廓的直角坐标方程,证明了影响齿廓弯曲程度的参数是基圆半径,影响啮合点相对曲率为零的参数是初始压力角和压力角增量,提出了需对这些参数进行优化设计并给出了优化计算结果.     

非对称齿形渐开线非圆齿轮的齿廓曲线数学模型

建立了具有非对称齿形的共轭齿条的数学模型，利用非圆齿轮节曲线和共轭齿条节曲线相互纯滚动模型、以及齿轮与齿条的齿廊啮合方程，获得了非对称齿形的渐开线非圆齿轮齿廓曲线的数学模型。并用计算机图形仿真的方法绘制出给定设计参数的椭圆齿轮的齿廓曲线图形，验证了所建立数学模型的正确性。     

内齿轮刮齿刀修形设计及优化

为了降低内齿轮刮齿的原理性误差,提出了一种刮齿刀修形设计新方法。从具有齿廓修形的齿条刀出发,结合变位渐开线斜齿轮的展成原理,推导了连续变位刮齿刀的齿面方程;联立刮齿刀齿面和前刀面方程,求解刮齿刀切削刃的数学表达式,根据双自由度包络理论和齐次坐标变换,建立内齿轮的刮齿模型,获得内齿轮齿面方程。算例表明,刮齿刀的变位方式、前角和螺旋角是造成原理性误差的主要影响因素;相比于公式法,基于修形齿条刀法的切削刃更接近于反向包络法的切削刃;建立以齿面偏差平方和最小为目标函数,通过优化齿条刀的齿廓修形系数,能够将齿面偏差最大值从18μm降低到3μm,有效地减小原理性误差。此研究可为刮齿刀设计提供一种更简单、精度更高的新方法。     

循环球转向器齿扇齿条啮合特点及齿扇刀具设计

本文通过对循环球转向器齿扇齿条副啮合特点的分析，求得压力角变换公式。从而为齿扇加工刀具的设计提供理论依据。     

自升式平台齿轮齿条强度有限元分析

基于有限元软件ANSYS建立某自升式平台升降系统齿轮齿条的三维模型,并计算平台在预压状态下齿轮齿条的应力,分析齿轮齿条在不同啮合位置时的Von mises 应力和齿面接触应力的分布情况,并将其与公式计算值进行对比.结果表明:齿轮齿条啮合过程中接触面上应力呈带状分布,最大应力出现在带状区域的两端,带状区域的中部应力相对较小;齿面和齿根是齿轮齿条啮合接触过程中容易失效的部位,升降系统齿面接触应力与齿根弯曲应力偏高,在升降系统的设计中应采取措施降低相应应力或提高材料强度;基于有限元方法的计算结果与公式计算值误差较小,可以作为该齿轮齿条强度分析的依据.     

S型齿廓少齿数齿轮的几何建模与强度分析

针对渐开线少齿数齿轮副因齿面接触应力大导致承载能力低而难以广泛应用的问题,提出了一种能够实现凹凸弧齿廓啮合的基于正弦曲线齿条刀具加工的S型齿廓.给出了齿条刀具正弦函数的曲线方程,推导了S型齿廓数学模型,建立了S型齿廓少齿数齿轮的几何模型,分析了S型齿廓的诱导法曲率的计算方法,开展了齿轮副接触应力的有限元仿真分析,并与渐开线少齿数齿轮作了对比分析.结果表明,相互共轭啮合的S型齿廓齿轮副具有相同的齿廓方程形式,能够用一把齿条刀具或滚刀加工,且能较大幅度地提高少齿数齿轮副的承载能力.     

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。     

X6132型万能升降台铣床铣削长齿条的附件设计

长齿条由于尺寸太长而无法在通用设备上加工,通过对X6132型万能升降台铣床的附件——铣头、分度器的重新设计,使装有铣齿装置的X6132型铣床可同时加工几根齿条.实践证明,通过加装长齿条铣头和分度器附件铣削加工长齿条,方法合理实用.     

双齿轮齿条消隙结构的试验研究

1试验装置工艺实施措施 试验装置工艺实施措施：（1）齿条的安装调试。采取与CK611250E×70／18J-1工艺文件中齿条安装工艺略有不同的方法。为保证齿条安装精度，调整齿条背面。把紧齿条，使把合面0．03塞尺不入。将头2块齿条卸下，在工装上将它们对接，并对它们施加一定预紧力，用牙条样板检查对接处的齿间距，若不能满足要求，刮研两接头处，使对接处合格，将它们作为第1，2节。     

龙门鉋床主运动机构蜗杆齿条传动的啮合原理

本文根据共轭曲面的空间啮合原理,求出了龙门鉋床上所用蜗杆齿条传动的啮合方程式及瞬时接触线方程式等,从而科学地分析了蜗杆齿条传动付齿面间的接触性质。     

渐开线锥形非圆齿轮的啮合原理与仿真模型

根据渐开线锥形齿轮传动理论结合非圆齿轮齿廓包络原理,以齿条作为齿廓形成的媒介,提出一种基于齿条加工渐开线锥形非圆齿轮的方法,并建立了相应的加工数学模型. 基于该模型,证明了齿条与非圆齿轮纯滚动的运动关系,推导出啮合方程和瞬时接触线方程,以及经过坐标变换后得到渐开线锥形非圆齿轮的参数方程,对比了各种形式的渐开线齿轮齿廓形成特点. 借助数值计算软件对上述方程进行了验证,通过三维造型工具给出了渐开线锥形非圆齿轮的直观图形,从而验证了该方法的正确性和有效性.      

关于圆弧齿线圆柱齿轮变位的论证

本文根据啮合理论的知识,首先推导出圆孤齿线圆柱齿轮副与其中间齿条的齿廓啮合的基本方程式,进而导出其传动比表达式,并由此证明了圆弧齿线圆柱齿轮能够变位,但只能采用等量变位     

“圆弧齿轮”的真实齿廓及齿厚的计算

文中以啮合传动数学解析方法,推导出法向齿廓为圆弧的齿条刀具所加工的圆弧齿轮齿廓普遍方程式,并使用该方程式导出单齿齿厚计算公式。文中还利用该方程式讨论与证明了一些关于齿形的问题。该方程式也被用于建立圆弧齿轮的真实齿面方程式,且所建立的齿面方程式,对研究与真实齿面有关的问题是比较方便的。