高阶变性椭圆类非圆齿轮副设计与仿真

在综合研究以高阶变性椭圆为节曲线的齿轮副的设计基础上,提出高效获取复杂高阶变性椭圆类节曲线的方法,实现了主从动轮的精确啮合的仿真过程;对偏心率、变性系数以及从动轮的阶数等参数对传动比曲线的周期性和不对称性的影响作了详细的分析;将高阶变性椭圆齿轮副与曲柄滑块机构串联成组合机构,研究机构的运动规律得到特定的运动输出。理论研究和实验结果表明,对重要参数的选择和调整后,可以得到符合设计原则和传动要求的高阶变性椭圆类齿轮副。     

自动装盒机椭圆-圆齿轮行星轮系取盒机构轨迹分析与设计

自动装盒机连续旋转式行星轮系取盒机构与间歇式往复摆杆取盒机构相比,机构振动小,速率更高。基于行星轮系取盒机构输出末端内摆线运动特性要求和非圆齿轮传动比可变的特点,提出一种椭圆-圆齿轮行星轮系代替现有的圆齿轮行星系取盒机构,使输出末端运动轨迹和特性得到优化。建立圆齿轮行星系取盒机构和椭圆-圆齿轮行星轮系取盒机构的运动学模型,分析两种机构的工作原理和运动特性,对机构进行轨迹仿真和运动特性求解,分析出机构主要参数对机构运动轨迹和特性的影响。利用人机交互的方法,对椭圆-圆齿轮行星轮系取盒机构的参数优化,得到一组较优的结构参数,并建立三维仿真模型。参数优化后的椭圆-圆齿轮行星轮系取盒机构运动特性与圆齿轮行星系取盒机构对比,在取盒和放盒工位的速度变化减小14.3%,最大加速度减小9.9%。上述研究可为行星轮系高速吸盒机构的设计提供理论依据。     

椭圆齿轮槽轮组合机构综合

当槽轮的槽数一定时,普通槽轮机构的运动系数是定值。以椭圆齿轮机构作为槽轮的驱动曲柄,利用椭圆齿轮机构的变传动比特性,可以改变槽轮机构的运动特性。文中分析了机构运动系数的变化规律,给出了最大运动系数和最小运动系数的计算方法,提出了按照运动系数进行椭圆齿轮槽轮组合机构综合的方法,以及槽轮中位具有一段匀速运动特性的组合槽轮机构参数。     

椭圆齿轮在槽轮机构中的设计应用

椭圆齿轮机构的重要传动特征是当主动轮做等速转动时,从动轮会随之作特定规律的变速转动.这一特性恰能满足普通机构所难以实现的某些特殊运动要求,在特殊机械设计中具有重要意义.文中针对椭圆齿轮机构的传动特性,进行了理论分析及设计方法的研究,以椭圆齿轮在槽轮机构中的应用为例,时其进行了设计计算分析,结果显示,将椭圆齿轮机构应用于槽轮机构中,通过椭圆齿轮驱动拔盘变速转动,可以实现滑板的近似等速移动,可以提高机构的运动质量.     

椭圆齿轮—曲柄摇杆引纬机构的运动学建模与特性分析

为了分析椭圆齿轮-曲柄摇杆引纬机构的运动学特性，建立了该机构的运动学数学模型，开发了辅助分析软件，分析了一些重要参数对该机构运动学特性的影响，得到了一组较佳的参数。对该组参数下的引纬机构进行了运动分析，并和比利时PICANOL公司生产的GTM剑杆织机的空间四连杆引纬机构进行了比较，证明了椭圆齿轮-曲柄摇杆引纬机构能满足引纬要求。     

变性椭圆齿轮—七杆式植苗机构运动学建模与分析

针对井关公司的乘坐式2行半自动蔬菜移栽机植苗机构存在的问题,提出了蔬菜移栽机变性椭圆齿轮—七杆式植苗机构,建立了该机构的运动学模型,推导了其栽植嘴的位移、速度和加速度方程。在此基础上编写了该植苗机构的运动学分析与优化软件,并利用该软件分析了几个主要参数对该机构作业性能的影响,这些主要参数包括椭圆齿轮短长轴之比、椭圆齿轮变性系数和椭圆齿轮初始安装角,作业性能包括植苗时栽植嘴的姿态、穴口形状、回程轨迹、接苗时的速度等。利用该软件求得该机构一组较优的参数,其栽植嘴的作业性能比井关公司的乘坐式2行半自动蔬菜移栽机植苗机构更理想,并且更好地满足了蔬菜移栽的农艺要求。     

变性椭圆齿轮副设计及传动特性分析

根据变性椭圆齿轮副的啮合理论,利用MATLAB软件的计算功能,确定变性椭圆齿轮的相关参数。基于折算齿形法设计了齿轮的齿廓,在二维绘图工具CAXA中绘制出齿轮外形的二维平面图,并对其曲率半径及传动比特性进行了分析。     

牛头刨床的椭圆齿轮法优化设计

建立牛头刨床传动机构数学模型,分析牛头刨床的运动特性,提出将椭圆齿轮机构引入牛头刨床传动机构中,通过与复合形法优化的牛头刨床对比,表明椭圆齿轮法优化的牛头刨床推程速度平稳性显著提高,空行程时间大大减少。同时明确偏心率大小对推程速度误差和空行程时间的影响。最后,为简化结构,将椭圆齿轮机构内置于减速器中,设计出相应的椭圆齿轮减速器,并完成椭圆齿轮的三维建模及椭圆齿轮减速器的虚拟装配,为椭圆齿轮减速器在牛头刨床中的应用提供一定的理论依据。     

非圆齿轮行星差速机构运动特性仿真分析

圆齿轮传动比呈非线性变化,机构振动小,非圆齿轮行星机构作间歇运动平稳,适于高速运行.由于非圆齿轮行星机构节曲线复杂,利用二维软件进行设计分析,效果较差,有必要寻求一种高效设计分析手段.根据非圆齿轮的传动特性,总结归纳了非圆齿轮的节曲线和齿形设计的步骤.在分析了椭圆齿轮几何特性和运动学关系的基础上,针对几种不同的非圃齿轮,利用Pro/E建立了椭圆齿轮的三维模型,并对行星差速机构的运动特性、运动轨迹进行了仿真.     

椭圆齿轮齿形设计和运动分析的MAPLE实现

介绍了用MAPLE对椭圆齿轮进行齿形设计和运动分析的方法。该方法可以直观地得到机构运动的动态模拟效果,同时也可得到各个运动参数变化的图形及数值结果。可以看出,该方法对于一般非圆齿轮的设计和特性分析具有适用性。     

基于虚拟制造的弧齿锥齿轮仿真加工技术研究

通过分析弧齿锥齿轮加工原理及弧齿锥齿轮铣齿机的结构和运动关系,建立了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床模型及虚拟机床加工坐标系,推导了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床运动参数的计算方法,构建了弧齿锥齿轮仿真加工模型.计算了一对弧齿锥齿轮进行的几何参数、刀具参数和虚拟机床运动参数,并通过弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床对其进行了仿真加工,验证了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床模型及仿真加工模型的正确性.     

弧齿锥齿轮成形三维虚拟仿真研究

通过分析弧齿锥齿轮加工原理及加工机床的结构和运动关系,并基于空间啮合理论,建立了刀刃锥面方程和啮合方程,应用图形变换原理,推导了弧齿锥齿轮NC机床运动参数的计算方法。基于VERICUT软件平台,建立了弧齿锥齿轮NC机床模型及弧齿锥齿轮三维虚拟仿真加工模型,对一对具体的弧齿锥齿轮进行了几何参数、刀具参数和NC机床运动参数的计算,并在VERICUT环境下进行了虚拟仿真加工,验证了弧齿锥齿轮NC机床模型及三维虚拟仿真加工模型的正确性。     

销齿副齿轮弯曲强度可靠性概率有限元计算

借助于有限元分析软件ANSYS9.0中的Monto-Carlo模拟方法对销齿副齿轮进行了弯曲强度可靠性概率有限元计算。以最大弯曲等效正应力为随机输出参数,得出了最大等效正应力大于指定值的概率、随机响应结果相对于随机输入参数的灵敏度值、确定概率时的等效正应力、最大等效正应力柱状图、输出参数相对于最重要输入参数的散点图以及输入参数与输出参数之间的相关系数。为销齿副齿轮及同类零件的可靠性设计提供了可靠的理论依据和可行的方法。     

Mathematical model and meshing analysis of internal meshing gear transmission with curve element

A new internal meshing gear transmission with curve element is put forward in this paper. The mathematical principle of tooth profile generation is described based on conjugate curves theory. For a given spatial curve, the meshing equation and its conjugated spatial curve under the motion law were derived. Considering the equidistant kinematic method, general internal tooth profiles models were established by the conjugate-curve pair. Numerical example of the internal gear pair was developed according to gear parameters and gear solid models were established by MATLAB and UG software. Motion simulation result shows that the gear pair satisfies point contact condition and design requirements. Meshing analysis of tooth profiles using FEA method was carried out. Stress analysis results of tooth profiles with single point contact and two points contact were, respectively, obtained. The conclusions lay the foundation for multi-point contact generation and tooth profile design. Also, further studies on transmission characteristics and manufacturing technology of the new gear drive will be carried out.

     

齿轮系统的拍击振动分析模型

在考虑主动轴驱动转矩波动及齿轮副齿侧间隙的情况下，建立了单间隙齿轮系统拍击振动分析的集中质量模型，该模型具有3个转动自由度。利用碰撞动力学原理给出了齿轮副相互碰撞前后的速度映射关系。计算结果表明，当激励幅值较小时，齿轮副处于齿面啮合状态，系统表现为与激励周期相同的单周期振动；当激励幅值较大时，齿轮系统表现为时而齿面啮合、时而脱啮碰撞状态且无规律，为典型的混沌状态；当激励幅值很大时，齿轮系统处于非正常啮合状态且脱啮碰撞，系统呈周期或拟周期振动。     

齿轮耦合的转子-轴承系统非线性动力特性的研究

在考虑齿轮时变啮合刚度、齿侧间隙、脱齿、挤齿及齿背接触 等因素的情况下,建立了齿轮耦合的转子—滑动轴承系统的多自由度动力学模型。用数值方 法研究了该系统的质量不平衡响应,结果发现,由于齿轮时变啮合刚度的影响,随着转速的 增加,系统动力学响应首先由周期运动向准周期运动变化,当转速超过某一值时,系统的响应将由准周期运动发展为混沌运动;由于混沌运动,转子将沿齿轮中心线方向产生很大的变 形,脱齿、齿背接触及挤齿现象也将发生,可能导致系统产生破坏。     

非圆齿轮差动轮系往复机构反求设计与运动学分析

为了简洁有效地实现所需的往复运动,提出了一种非圆齿轮差动轮系组合并配以齿条来实现往复直线运动的新型机构,通过合理的节曲线设计,可得到理想的输出运动曲线,该机构形式简单、运行可靠。完成了机构运动学分析,并分析了节曲线对运动特性的影响机制。以执行部件遵循余弦加速度和正弦加速度运动规律输出为例,反求得到了该机构非圆齿轮的节曲线,研究了输出齿轮的摆动角度、差动轮系传动比以及节曲线阶数等参数对节曲线的影响规律和设计准则。比较了上述两种运动规律对节曲线、传动比以及急回特性的影响规律。搭建了非圆齿轮差动轮系传动系统原理样机,并验证了新型传动系统的可行性。     

线面对构齿轮啮合原理

根据曲线和曲面两种几何元素的接触特点，提出了线面对构齿轮啮合原理。定义了线面接触与线面啮合的概念，给出了线面啮合运动三要素；建立了线面啮合基本理论,得到与已知曲面相啮合的共轭曲线方程的通用表达式；通过在曲线每一点处的法平面上建立截面齿廓，进而构建连续曲面。以平行轴内啮合渐开线齿轮为例，通过在渐开线内齿轮齿面上选取接触曲线，构建新的线面啮合齿轮副，分析了线面啮合齿轮啮合过程的一般规律。研究结果表明，根据线面啮合原理，通过选取合适的几何参数，可以构建出一对正确啮合的点接触齿轮。该原理为齿轮齿面构建提供了新方法。     

活齿端面谐波齿轮啮合副齿面修形

活齿端面谐波齿轮传动是一种新型的传动方式,可以应用于大传动比、大功率的减速器之中,因此具有广泛的应用前景。在分析活齿运动规律的基础上,对于啮合副的理论齿面提出了一种便于设计和加工的修形方法,推导出了齿面修形的原则,为活齿端面谐波齿轮传动的设计、制造和应用奠定了理论基础。     

Behavior of lubricant fluid film in gears under dynamic conditions

This paper presents a new method for modeling the fluid film lubrication in gears, considering the actual meshing conditions and gear dynamics. The model takes into account both the elastohydrodynamic lubrication (EHL) and the dynamic load between the mating tooth pair. The EHL film is described as a fully flooded elliptical contact.The present approach is validated by means of comparison with other methods found in the literature, in which dynamic effects were neglected. The effect of the gear dynamics on the fluid film is investigated. It is shown that pressure and film thickness are strongly modified by the dynamics of the gear pair.The dependence of the dynamic gear lubrication on dimensionless parameters is investigated: a new dimensionless inertia parameter is added to the standard Moes' parameters. These parameters are useful to describe the lubrication conditions in gear pairs.