3自由度球齿轮建模与啮合分析

提出一种3自由度球齿轮,轮齿齿面由渐开线环形齿面和半球型锥齿轮弧形齿面组合而成,可实现无原理误差传动.基于渐开线成形原理和坐标变换理论,推导了环形齿和弧形齿齿廓曲面方程;根据齿轮啮合原理与运动分析,得到弧形齿面的共轭齿面.利用计算机得到仿真齿面以及球齿轮三维实体模型,验证了齿面方程的正确性.该研究为3自由度球齿轮机构的运动学和动力学分析提供了依据.     

渐开线离散球齿轮齿面接触分析

提出了一种新型的渐开线离散球齿轮传动机构,该机构能实现在空间中的俯仰、偏摆及回转运动的传动,同时避免了现有离散球齿轮存在的传动原理误差。使用ANSYS仿真软件对分度圆直径为512 mm的渐开线离散球齿轮于不同啮合状态的齿面接触特性进行分析,发现在定转矩下渐开线离散球齿轮啮合传动的齿面接触面积与啮合角的变化成反比;且当啮合角变大时,最大接触应力作用点将移向齿顶,同时最大接触应力也随之增大,可达2.059 3×10~6MPa,通过该种齿轮传动特性的研究为空间传动机构、机械臂等研究提供应用依据。     

渐开线球齿轮机构造型及其运动学仿真

球齿轮是一种不同于传统齿轮的新型齿轮，球齿轮机构具有2个传动自由度，它用来传递二维回转运动。阐述用Pro／E实现渐开线球齿轮机构的精确三维造型方法，并对球齿轮机构进行运动学仿真。仿真结果说明球齿轮机构可在两球体之间实现精确、连续的球面纯滚运动，因而可作为从动件输出轴的空间姿态需要精确控制的执行机构。     

渐开线环形齿球齿轮传动原理与运动分析

介绍了一种新发明的球齿轮传动--渐开线环形齿球齿轮机构。与传统的Trallffa球齿轮相比,新型球齿轮一是采用了渐开线齿廓,二是轮齿在球面上呈环形连续分布,因而克服了离散齿球齿轮存在传动原理误差和难以加工这两个缺陷。首先介绍了这种新型球齿轮传动及其齿面的形成原理,以及派生出的另外一种新机构--球齿轮齿盘机构;为便于分析研究,对新型球齿轮传动的各部分名词术语进行了定义,然后分析了球齿轮机构的安装方式与结构特点以及球齿轮传动的啮合特点;给出了这种新型球齿轮机构的正确啮合条件和连续传动条件。还推导出这种新型球齿轮的齿面方程和啮合方程,理论结果证明了环形渐开线齿廓的共轭齿廓曲面仍然是环形渐开线曲面。利用方向余弦矩阵法分析了分别固联于主动球齿轮和从动球齿轮上两个动座标架之间的关系,通过旋转变换,分别推导出球齿轮机构和球齿轮齿盘机构的正、逆运动学模型,借助于行星轮系传动比计算方法求出了球齿轮行星传动中行星轮输出轴的偏转角与系杆框架偏转角之间的关系。     

球齿轮型轮腿复合移动系统越障运动学分析

针对一种基于球齿轮的轮腿复合移动系统,提出了跨越台阶障碍的基本运动策略,将跨越台阶障碍过程分为搭接、攀爬两个阶段,分别给出了运动方式,推导了相应的运动学公式,并利用计算机数值仿真的方式,对系统跨越台阶障碍的运动进行了模拟,计算出了运动过程参数,验证了运动策略,为系统全地形运动模型的建立提供了依据,也为对系统后续的动力学和运动规划的研究与仿真打下了一定的理论基础。     

球齿轮渐开线齿廓曲面磨削加工方法研究

球齿轮是在其球冠面上分布着一道道环形齿的新型齿轮。在分析球齿轮形状特征的基础上,将普通齿轮的范成法加工原理推广应用到球齿轮渐开线齿廓曲面的磨削加工上,形成了球齿轮渐开线齿廓曲面的范成法精密磨削加工方法。并设计了五自由度的加工机床方案。该方案的创新之处在于当球齿轮与盘形砂轮进行啮合运动时,球齿轮并不是绕过球心的竖直轴转动,而是绕平行于过球心的竖直轴的轴转动,盘形砂轮的运动是在二维平面内的平动。推导出了球齿轮渐开线齿廓曲线曲面的参数方程,仿真和实际的加工实验验证了该方案的正确性。     

基于CAD和Pro/E的齿轮特征化教学与工程设计方法

通过ActiveX技术实现VB与AutoCAD软件的集成,实现齿轮范成法特征化教学模拟加工的计算机仿真,研究渐开线变位斜齿轮的参数化建模技术, 可得到精确的渐开线斜齿轮三维实体模型,实现了齿轮的装配和机构运动仿真.     

仿生关节机构运动分析

建立了基于渐开线环形齿球齿轮的仿生关节机构的运动学模型。分析了关节结构特点,定义了坐标系以及与偏转运动密切相关的三个参数,归纳得到了偏转轴方位,推导出关节的变换矩阵,利用方向余弦法分析得到了机构的运动学方程,并用Matlab和SolidEdge仿真验证了结论的正确性。     

双压力角非对称齿廓渐开线齿轮的振动分析

基于非对称渐开线圆柱齿轮传动时的啮合机理和齿轮系统动力学。同时考虑到齿轮系统时变啮合刚度和静态传递误差的影响，建立了齿轮动力学模型，利用数值积分和数值仿真方法对其进行了非线性振动研究。比较了标准齿轮与非对称齿轮的振动特性，分析了齿轮系统各参数对系统动态特性的影响。仿真结果对考虑动载荷情况下的油膜厚度计算提供了基础数据，为进一步研究非对称渐开线的各种特性提供了理论依据。     

柔性齿轮系统的多体动力学仿真研究

以渐开线齿轮为例,通过程序求得渐开线上的关键点,又在ANSYS中通过关键点创建齿轮渐开线,建立齿轮的有限元模型,导入到ADAMS中进行多体动力学仿真。通过ADAMS和ANSYS的结合,成功地实现了柔性齿轮系统动力学的仿真计算,使仿真结果更加贴合实际。实例表明,该柔性体仿真方法对包括齿轮机构存内的复杂机械系统的多体系统动力学仿真具有一定的参考意义。