非圆行星齿轮马达具有容积效率高、密封性良好、传递扭矩大等优势,可应用于井下机械和食品机械等领域。根据几何关系推导圆弧-圆弧型(双圆弧型)节曲线参数所需满足的弧长条件、传动条件与约束条件,建立并求解内齿圈与太阳轮节曲线非线性规划模型。在分析非圆行星齿轮马达进排液规律的基础上,确定不同太阳轮旋转角度下各容腔进排液的周期变化规律。通过面积拟合法与图解法求解马达最大与最小容腔面积,确定马达理论排量。非圆行星齿轮马达试验测试结果表明,试验法与理论计算法确定的马达实际流量随转速变化的趋势基本一致,最大误差仅为9.57%,验证了双圆弧型节曲线马达理论排量模型的正确性,可为进一步探索非圆行星齿轮马达优化设计提供参考。

为了研究谐波减速器在实际工作状态下的变形情况,利用Adams对模型进行动态仿真。谐波减速器齿轮均采用双圆弧齿形,因此首先对齿形进行设计,并通过solidworks建立谐波传动装置各零部件的模型。然后在Ansys Workbench中对柔轮进行静力学分析,查看柔轮的应力分布以及变形情况。最后利用Adams建立谐波减速器的刚柔混合模型,实现柔轮和刚轮的动态仿真。通过仿真分析可以看到谐波减速器的传动过程比较平稳,柔轮与刚轮轮齿之间的啮合情况良好,因此可以说明减速器的传动机构设计合理。

通过VERICUT加工仿真验证了数控成形磨削法加工双圆弧齿廓弧齿锥齿轮的可行性。研究了数控成形法加工锥齿轮的刀具轨迹和圆弧齿廓弧齿锥齿轮的齿面方程,通过砂轮磨削面和齿面的接触条件式求出成形砂轮轴向截形;然后,提出数控成形磨齿机联动轴数的选取准则,并在VERICUT中建立机床、成形砂轮和毛坯的模型;最后,对双圆弧齿廓弧齿锥齿轮进行加工仿真,证明了数控成形磨削法可用于加工该类齿轮,为数控成形磨削法在锥齿轮上的应用提供了技术支持。

内啮合章动弧齿锥齿轮齿面数学模型推导过程较为复杂。为了建立不同齿廓章动锥齿轮模型并进行加载接触分析,利用通用法向基本齿廓建立了假想媒介冕齿轮齿面通用数学模型。根据冕齿轮与章动内啮合弧齿锥齿轮的啮合关系,推导得到适于不同齿廓的章动弧齿锥齿轮齿面通用数学模型。再以渐开线与双圆弧为法向基本齿廓,分别建立了渐开线和双圆弧两种齿廓的章动弧齿锥齿轮齿面模型及其三维模型。利用有限元软件分别对高低功率、不同齿廓的章动内啮合弧齿锥齿轮进行了加载接触分析。结果表明,负载大小对渐开线弧齿锥齿轮的加载接触特性影响较大;双圆弧弧齿锥齿轮相对于渐开线弧齿锥齿轮具有承载能力更大、传动更平稳的优点。

双圆弧柱塞拉刀是用来加工液压马达中的柱塞零件。液压马达广泛应用于机床、电力、冶金等行业液压系统。柱塞件由六段偏心圆弧和四段斜线组成。工件图如图1所示。

针对双圆弧斜齿齿轮液压泵在工作过程中所产生的轴向力,采用曲线与曲面微分方程,对其轴向力进行求解,明确了轴向力与齿轮结构参数之间的关系。为平衡轴向力,采取了将高压区的压力油引入柱塞端面使得柱塞压向齿轮轴的方式,并设计了轴端柱塞式静压轴承。为验证轴向力的平衡效果,对平衡之前和平衡之后齿轮液压泵的端面间隙泄漏量和容积效率进行了分析。本文为双圆弧斜齿齿轮液压泵在工作过程中所产生的轴向力提供了一种新的分析思路和平衡方案,可以降低以轴向力而带来的端面间隙泄漏量,提高齿轮液压泵的容积效率。

提出了双圆弧人字齿轮加工对中误差最大允许值与侧隙、螺旋角之间的关系式,并对加工的侧量方法、选配安装方 法进行了初步探讨.

从理论上分析了抛物线、单圆弧和双圆弧型翼型中心线方程，推导并更正了双圆弧中心线翼型的前、后缘方向角的取值规律。阐述了翼型叶片截面的参数化建模方法，利用微分的思想，通过中心线分割点的弧长值求得了对应横坐标，从而获得了更加精确的翼型叶片上、下轮廓控制点坐标参数化计算方法。在此基础上，开发了翼型叶片截面参数化绘图程序，实现了叶型截面的精确自动绘制。

建立了双圆弧节曲线设计的非线性规划模型,并用Matlab7.0求解,确定了节曲线形状。在此基础上,设计制造了50mL/r排量的非圆行星齿轮机构。以1台进口SP-50液压马达为母体,以1.5%的水基乳化液为工作介质,在同种工况下对自制和原装齿轮机构进行测试。结果表明,在300～800r/min的正常转速范围内,自制和原装齿轮机构的输出转矩及工作效率基本一致。