提出一种基于目标传动比函数进行非圆齿轮数字化设计的方法。利用微分几何方法推算主动轮与从动轮节曲线上的离散点集,通过三次样条插值拟合得到节曲线的轮廓;根据范成加工原理获取刀具的包络图,提取齿廓曲线后赋予一定的齿宽得到非圆齿轮的三维模型;将主动轮与从动轮模型装配后进行运动仿真;在传动过程中进行动态干涉检查,并比较从动轮角速度响应曲线的理论值与仿真值,验证模型的正确性。结果表明:利用所提方法进行非圆齿轮的设计是可行的,能够促进后续分析、制造等工作的开展。

针对非圆齿轮节曲线设计中出现的不连续点和尖点问题,依据非圆齿轮节曲线的封闭性条件及其传动比函数,建立了非圆齿轮副节曲线设计缺陷的修正模型,通过引入修正因子,有效避免了节曲线产生不连续点的现象。基于非圆齿轮节曲线上的点与其密切圆之间的几何关系,分别建立了节曲线凸尖点与凹尖点的修正模型。将密切圆上的点作为插值点,密切圆与节曲线的切点为样条插值的边界条件,通过数值插值方法实现了对节曲线尖点的修正。研究结果表明,该算法能快速修正高阶阿基米德螺线齿轮副节曲线的设计缺陷,且算法是有效的。

在变速输纸机构和纺织机械中,要求主动齿轮转动1周时,从动齿轮能够输出多种运动形式。将从动齿轮转动过程中含有周期性的等速和变速运动的齿轮定义为等-变速齿轮,研究了其主动设计方法。根据曲线的光滑特性和节曲线封闭条件,推导了等-变速齿轮的节曲线方程;通过具体实例,建立了I型和II型等-变速齿轮的节曲线,利用Croe软件,给出了其装配模型;利用Adams软件,进行了运动仿真,仿真结果与预先给定的曲线形状基本一致。研究结果表明,通过改变从动齿轮的角速度和角加速度曲线,可以对等-变速齿轮的节曲线进行直接、有效的控制。

以非圆齿轮的啮合原理为依据,利用MATLAB计算机辅助软件,对偏心圆齿轮副的啮合特性和数字化制造技术进行了研究,根据对偏心圆齿轮的节曲线、传动比、啮合特性及凹凸性分析,证明了这类齿轮传动的可行性。通过对其齿形的设计分析,利用CAD/CAM软件,以一阶偏心圆齿轮副为分析设计实例,绘制出其三维模型,并对其进行模拟加工,验证了非圆齿轮的设计理论在此类齿轮的设计、制造中的可行性,这为偏心圆齿轮的设计和生产应用提供了依据。

文章介绍的非圆齿轮轮系是一种新型低速大扭矩液压马达的动力部分。是一种性能良好的低速大扭矩液压马达。具有结构简单，工作压力高、排量大、噪声低、对污染敏感性等特点。对轮系节曲线参数的确定、加工中的问题和解决方法以及实物试验作了较全面的说明。