基于渐开线少齿差行星齿轮运动特点,结合齿轮啮合原理运动学方法,推导渐开线齿廓方程。从保证重合度这一要求出发,根据齿廓重叠干涉、过渡曲线干涉等限制条件,分析主要影响建因素,建立变位系数优化的数学模型。借助于Matlab遗传算法进行辅助计算,求解变位系数等设计变量的最佳取值,绘制GUI界面,求解内、外齿轮的基本参数。针对齿轮副之间的磨损问题,主要分析滑动率受变位系数的影响及最大滑动率的极限位置。通过设计降低滑动率的方法,提高齿轮的使用寿命。

在势能法的基础上,提出了一种斜齿轮啮合刚度修正算法。该方法考虑了齿轮真实加工时产生的齿根过渡曲线,齿根过渡曲线是刀具展成运动时齿顶尖角所形成的轨迹线,且齿根过渡曲线与渐开线的交点为渐开线的起始点。在刚度计算时,齿根到渐开线起始点用齿根过渡曲线方程来计算,渐开线起始点到齿顶用渐开线方程来计算,运用该方法计算的啮合刚度与实际更加接近。通过与有限元法的对比,验证了该修正算法的准确性,提升了斜齿轮啮合刚度的计算精度。基于该方法,分析了渐开线形状、啮合位置以及重合度对斜齿轮啮合刚度以及传递误差的影响。结果表明,当压力角增大时,渐开线曲率半径会变大,从而提高了齿轮的端面刚度;同时,端面重合度会先增大后减小,在端面刚度与端面重合度的综合影响下,平均啮合刚度与端面重合度变化趋势相同;当啮合位置更...

为了明晰齿轮泵/齿轮马达输出量的脉动机理及其差异性,基于由性能到参数的逆向设计方法和渐开线齿廓的无根切特点,以最能反映输出脉动与困油等性能的重合度和轻量化效果的齿数为渐开线齿廓的构造变量,重点推导出无量纲节法线长度等齿廓参数式;据此,重构出齿轮泵输出流量和齿轮马达输出转速的脉动系数式;由许可脉动系数下的轻量化设计方法,确定出相应的最小重合度及其最少齿数。结果表明,重合度是影响脉动系数的关键参数,齿轮马达的转速脉动系数大于齿轮泵的流量脉动系数,重合度越大,脉动系数越小,脉动差异性越小,但困油负荷越大;重合度和齿数是影响轻量化效果的两个关键参数,重合度越大或齿数越少,轻量化效果越好;最小重合度由许可脉动系数唯一确定,最少齿数由最小重合度、许可齿顶压力角和许可齿顶圆心角等共同确定,从而完善...

考虑齿轮真实的渐开线及过渡曲线方程,对齿轮进行精确建模,推导并利用Weber能量法计算了变位齿轮变形量,推导了刚度计算中涉及的载荷角βj、压力角αk、旋转角tanαk同载荷点坐标XMj的映射关系,根据齿轮重合度,计算了齿轮啮合周期中单、双对齿轮交替啮合的区段边界;在此基础上,考虑齿轮副综合啮合效应,求解出齿轮副综合时变刚度。通过MatlabGUI编程,实现了齿轮参数化建模设计与齿轮时变刚度计算的有机结合。研究结果为进一步进行变位齿轮动力学研究提供了重要支撑。

为解决齿轮泵困油现象和流量脉动大的结构性问题,基于摆线齿轮的传动优势和圆摆线的成形原理,以最能体现齿轮泵性能的齿数和滚圆半径系数为构造参数,以齿顶圆心角、齿顶半径系数和齿顶压力角为功能参数,逆向构建出重合度为1的摆线齿廓,并通过双齿轮副构造和脉动系数最小化的两大措施,解决了原有单一齿轮副流量脉动大的结构性问题。结果表明,摆线齿廓逆向设计方法简单、结果精准,能被一般工程技术人员直接采用;单一齿轮副的重合度为1,可确保齿轮泵的无困油现象;双齿轮副轴向π/齿数的错位装配易于实现,轴向综合重合度为2,可确保摆线齿轮副的传动平稳性;最小齿数为6且不存在根切现象,双齿轮副较单一齿轮副具有75%左右的脉动改善率,基于脉动最小化的最佳摆线齿廓参数可直接应用于生产实践。为摆线齿轮泵无困油低脉动的进一步研究与...

爬升齿轮作为自升式平台齿轮齿条式升降系统的重要零件,其结构设计的关键是齿轮参数选择和齿形设计。通常选用大模数、小齿数、大压力角和正变位系数等齿轮参数,而齿形设计则需考虑重合度和法向侧隙对爬升齿轮与桩腿齿条正常啮合运行的影响,以满足齿轮齿条连续运行的基本要求。齿形设计完成后采用3种方法对爬升齿轮齿部进行强度分析,并进行了比较说明,指出有限元法可作为大模数齿轮强度校核的有效方法。

齿轮工作中出现的齿廓磨损、变形等现象会使重合度发生变化,影响齿轮传动的连续性和承载能力。为便于及时检测重合度变化情况,设计了齿轮传动重合度检测系统。该检测系统由齿轮传动检测装置和数据分析软件两部分组成,采用工业摄像机拍摄齿轮啮合运动图像,基于数字散斑相关方法进行图像分析,测出齿轮机构相关参数及重合度。该检测系统可检验不同形式齿轮传动的重合度,检测速度快、精度高、使用方便,为齿轮设计、加工及检测提供了技术参考。

重合度是渐开线圆柱齿轮传动中一个非常重要的概念,对齿轮传动有严重影响,在齿轮的设计中必须满足对重合度的要求。通过重合度的计算公式,着重叙述了影响重合度的因素,并通过matlab绘图工具直观表达了重合度与齿数、压力角、齿顶高系数和中心距相对误差等参数的变化关系,分析了渐开线圆柱斜齿轮的重合度的特点以及相应的计算方法。

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.

非圆齿轮传动具有广泛的应用场景。针对非圆齿轮传动,采用齿轮啮合原理和材料力学等原理及方法,提出了大重合度非圆齿轮设计方法。探讨了非圆齿轮传动原理和节曲线构建方法,计算了其节曲线曲率半径和重合度方程。建立了不同重合度非圆齿轮轮齿时变啮合刚度与载荷分配率计算模型,推导了不同重合度非圆齿轮齿根弯曲应力方程。探讨了不同结构参数下非圆齿轮副重合度、时变啮合刚度、时变载荷分配率及齿根弯曲应力变化规律,确定了轮齿所受最大载荷位置。开展了不同重合度非圆齿轮齿根弯曲应力仿真分析和实验测量,与理论计算结果进行了对比分析,最大误差分别约为4.8%和5.9%,验证了理论方法的合理性与正确性,为大重合度非圆齿轮传动的工程应用奠定了基础。