针对同步带轮齿廓对带轮承载能力的影响,提出了一种高转矩仿生齿廓同步带轮的设计方法。从树干与地面的拉伸三角样式的仿生连接中获取简化正切曲线,将其作为仿生同步带轮的齿廓,设计出一种有效的描述同步带轮齿廓的参数化方法。使用有限元内嵌优化模块,进行正切曲线的优化,最终得到带轮齿根等效应力最小时的正切曲线参数,并对仿生同步带轮和常规圆弧同步带轮的齿根等效应力进行比较。研究表明,提出的方法可以明显降低同步带轮均布应力,减小齿根应力集中;与圆弧齿廓同步带轮相比,仿生齿廓带轮的载荷分布更合理,承载能力更高。

提出基于VB的SolidWorks二次开发的基本原理、基本思路以及实现同步带轮参数化造型的设计过程,利用尺寸驱动法和程序驱动法分别实现同步带轮的参数化设计。实际应用表明,该研究不仅提高了同步带轮的设计效率,也为其他机械零件参数化设计提供了参考。