误差对变齿厚内齿轮包络鼓形蜗杆传动副接触点的影响分析

变齿厚内齿轮包络鼓形蜗杆传动是一种新型蜗杆传动,由变齿厚内齿轮及其包络形成的鼓形蜗杆所组成。运用零间隙法分析计算在误差情况下该传动副接触点的偏移量和误差影响矩阵,得到了误差对该传动副接触点的影响规律。结果表明:单因子误差下,母平面倾角与轴间角误差、喉径系数与基圆半径误差、中心距与蜗杆轴向位移误差、蜗轮轴向位移误差的影响对接触线的影响依次减小。     

平面二次包络内蜗轮齿面成型方法

为了使平面包络鼓形蜗杆传动具有更佳的承载能力与良好的传动性能,利用微分几何及啮合理论建立平面二次包络鼓形蜗杆传动的包络理论,依照鼓形蜗杆齿廓螺旋线创建鼓形蜗杆实体模型,采用二次开发使鼓形蜗杆与具有内齿轮特性的面进行布尔运算,求解出高精度的二次包络内蜗轮齿面。与一次包络鼓形蜗杆副相比,鼓行蜗杆副具有双线接触、接触面大、齿面间易形成动压油膜和承载能力更强等优点,其内置蜗杆结构为后续机器人智能关节研究奠定理论基础。     

平面包络内啮合蜗杆传动母平面倾角的分析研究

母平面倾角对平面包络内啮合蜗杆传动的啮合性能具有较大影响,对确定平面包络内啮合蜗杆传动装置的最优参数具有决定作用。基于齿轮啮合原理,构建蜗杆齿面接触和诱导法曲率方程,利用数值计算方法及Hertz接触应力计算模型,重点分析了单头蜗杆传动下蜗轮齿数及中心距变化对平面包络内啮合蜗杆传动的影响。研究表明,母平面倾角在18°~36°之间取值时,平面包络内啮合蜗杆传动的啮合性能具有优于其他角度啮合性能的特点。研究结果为平面包络内啮合蜗杆传动的后续研究奠定了理论基础。     

平面包络内啮合蜗杆传动关键参数对接触区域的影响分析

为了研究关键设计参数对平面包络内啮合蜗杆传动接触性能及承载能力的影响。基于齿轮啮合原理,构建平面包络内啮合蜗杆传动的空间齿面接触线方程,利用数值计算方法求得空间齿面接触线,并将其映射到蜗轮齿面,通过分析中心距、传动比、母平面倾角、蜗轮回转轴倾角、蜗轮转角、蜗杆分度圆系数、主基圆系数等不同参数对蜗杆齿面接触区域的分布情况,找出合理的设计参数范围,此外,根据初步分析结果,选取一组较为合理参数生成了平面包络内啮合蜗杆传动的三维模型。研究表明,传动比、母平面倾角、蜗轮转角对平面包络内啮合蜗杆传动的接触区域有较大影响,母平面倾角在18°~36°、蜗轮回转中心轴倾角在30°~54°、蜗轮转角在90°~138°之间取值时,平面包络内啮合蜗杆传动的具有较好的接触区域。研究结果为平面包络内啮合蜗杆传动的后续研究奠定了理论基础。     

变齿厚内齿轮包络外转子鼓形蜗杆传动啮合性能分析

针对机器人的结构模块化发展趋势及现有工业机器人关节减速器的不足,提出一种用于工业机器人智能关节的变齿厚内齿轮包络外转子鼓形蜗杆传动。基于空间啮合原理,建立了该传动的数学模型,推导了蜗杆传动的啮合方程、齿面接触线方程以及蜗杆的齿面方程,并导出了传动的诱导法曲率、润滑角和相对卷吸速度等计算公式。在大量数值计算的基础上,分析了该传动的蜗杆喉径系数、主基圆半径、母平面倾角等参数对传动啮合性能的影响。     

基于鼓形蜗杆传动理论的内齿轮加工原理研究

针对目前内齿轮加工方法中普遍存在的精度低、效率低等不足,提出一种运用鼓形蜗杆刀具进行内齿轮连续分度的展成加工方法。以微分几何和啮合原理为基础建立鼓形蜗杆传动二次包络理论及鼓形蜗杆刀具齿面数学模型。分析内渐开包络母面重现的必然性及内齿轮加工共轭关系。研究鼓形蜗杆刀具齿面的轴向齿形特性及齿面根切规律,并给出刀具齿面根切的避免方法。应用虚拟中心距原理分析鼓形蜗杆刀具的粗加工工艺参数优化方法及其精确加工原理。该研究工作为内齿轮的高效高精加工提供了一种有效途径。     

变齿厚内齿轮包络鼓形蜗杆强度分析

利用微分几何与啮合理论建立变齿厚内齿轮包络鼓形蜗杆齿面数学模型。基于有限元法分析了齿面接触应力在不同工况下的载荷分布情况,探讨了内齿轮沿齿宽方向齿面倾角δ对鼓形蜗杆副的影响。通过齿面应力分布与齿间载荷分配的分析,比较了有限元法与经验强度公式法的结果,验证了有限元法的可行性。结果表明:变齿厚内齿轮齿面应力主要分布于内齿轮中间平面一侧,最大应力出现在内齿轮齿顶处;第一、二个啮合齿载荷分配较高,另外两个啮合齿载荷分配较小;在额定载荷工况下,齿间载荷分配相对均匀。     

平面内齿轮一次包络鼓形蜗杆传动参数优化

平面内齿轮一次包络鼓形蜗杆传动是一种新型蜗杆传动,为了获得优良的啮合性能,其设计参数的选择是一个复杂而困难的问题。针对这一问题,以微分几何和空间啮合理论为基础建立传动副的啮合性能方程,提出一种在保证蜗杆强度和齿面不根切等的条件下,基于传动副宏微观啮合性能的多目标蜗杆参数优化设计方法。选用遗传算法进行计算求解并得出合理设计参数,与传统设计所得参数相比,由该组参数所形成的传动副具有更为优良啮合性能。以优化后设计参数制作样机并进行传动性能试验,结果表明样机具有较大的承载能力和较高的传动效率。研究工作为该传动的推广应用奠定了理论及试验基础。     

具有可控性二阶传动误差函数的面齿轮设计新方法

为获得连续的齿轮副传动误差,提高齿轮传动的动态性能,提出了一种具有可控性二阶传动误差函数的面齿轮设计新方法,描述了齿轮传动反映输出和输入角度关系的二阶传动误差函数的数学模型,给出了面齿轮数控加工过程中具有二阶传动误差函数的齿面方程。为了降低印痕对安装误差的敏感性,建立了盘形砂轮对渐开线圆柱齿轮齿向修形的模型,发展了圆柱齿轮齿向修形的鼓形齿面,对具有二阶传动误差函数的面齿轮和齿向鼓形的圆柱齿轮的啮合进行了计算机仿真和啮合质量评价。结果表明,齿轮副输出的传动误差与预设的二阶传动误差函数相一致,实现了齿轮副的传动误差由被动输出向主动控制方式的转变。     

基于油膜厚度最优化的滚柱包络环面蜗杆传动润滑状态研究

为了研究滚柱包络环面蜗杆传动的润滑状态,在滚柱包络环面蜗杆传动啮合理论研究和弹性流体动力润滑理论的基础上,建立了牛顿流体线接触等温状态下的最小油膜厚度公式,基于此建立传动副润滑状态计算模型,得出了滚柱包络环面蜗杆传动在一个啮合周期内膜厚比时域分布规律,最后分析了喉径系数、滚柱半径、中心距和润滑油动力黏度对滚柱包络环面蜗杆传动润滑状态的影响。算例表明,该传动副在整个传动周期内以部分弹流润滑为主;增大喉径系数、中心距和润滑油动力黏度,减小滚柱半径,能够有效改善传动副的润滑状态。