非圆齿轮CAD/CAM及加工模拟

在非圆齿轮基本理论的基础上,提出利用3次B样条和双圆弧二次逼近法分段拟合非圆齿轮的节曲线及整个齿形轮廓,具有较高的计算精度,使所获得的齿形误差较小,并基于Visual C++编程语言和OpenGL图形交互技术开发了非圆齿轮的CAD/CAM系统。最后,系统根据自动计算所得的齿形数据,进行了线切割加工刀具轨迹模拟并生成加工代码,从而验证了理论的可行性,也为非圆齿轮的设计提供了一种可靠有效的研究方法,有其实际意义。     

基于SolidWorks的高阶椭圆齿轮副节曲线设计系统

为了改善非圆齿轮副设计计算复杂、制造困难的问题,以高阶椭圆非圆齿轮为研究对象,以非圆传动啮合原理为理论基础,探讨非圆齿轮节曲线的计算及设计方法。以SolidWorks为开发平台,在VB 6.0环境下开发了高阶椭圆齿轮副节曲线设计系统,该系统包括参数计算模块、节曲线凹凸性校验以及压力角、根切校验模块、曲线绘制模块等,最终通过三次样条曲线拟合,实现了高阶椭圆齿轮副节曲线计算机辅助设计,从而提高了椭圆齿轮传动设计的效率和精度。     

非圆齿轮离散节曲线的分段三次样条拟合研究

根据非圆齿轮节曲线的特点和计算方法 ,提出了一种只需要非圆齿轮节曲线上的离散点 ,就可以用具有统一表达式的分段三次样条曲线代替表达式形式各异的非圆齿轮节曲线。利用拟合后的非圆齿轮节曲线 ,就可以使得所有非圆齿轮加工数据的计算有了通用的计算模块。最后用椭圆齿轮节曲线弧长计算过程 ,说明了该方法不仅精度非常高 ,而且计算方法简单和通用。     

非圆齿轮离散节曲线的分段三次样条拟合研究

根据非圆齿轮节曲线的特点和计算方法，提出了一种只需要非圆齿轮节曲线上的离散点，就可以用具有统一表达式的分段三次样条曲线代替表达式形式各异的非圆齿轮节曲线。利用拟合后的非圆齿轮节曲线，就可以使得所有非圆齿轮加工数据的计算有了通用的计算模块。最后用椭圆齿轮节曲线弧长计算过程，说明了该方法不仅精度非常高，而且计算方法简单和通用。     

基于MATLAB的高阶椭圆齿轮副节曲线的设计

为了使非圆齿轮节曲线的设计及计算更加精确快速,以高阶椭圆非圆齿轮为研究对象,根据非圆齿轮的啮合原理,建立起非圆齿轮节曲线的数学模型。采用MATLAB仿真计算软件,根据数值计算方法,对椭圆齿轮节曲线的凹凸性进行判断并对其弧长进行精确计算。运用三次样条插值法进行拟合,绘制出齿轮副的节曲线图形。最后,以椭圆齿轮副的传动比曲线为研究对象,重点讨论了传动比与齿轮副阶数及偏心率的变化关系。     

由补偿法构建封闭非圆齿轮节曲线

由于现有的封闭非圆齿轮设计方法不能满足任意给定的传动要求,提出基于补偿思想的构建封闭非圆齿轮的方法.首先给出该方法的机理与运算步骤,根据曲线的光滑特性和节曲线的封闭条件,推导由传动比函数获得节曲线方程的过程;然后根据连铸机结晶器的非正弦振动形式,构建适用于此运动过程的一对非圆齿轮节曲线,针对传动比范围过大引起的根切或压...     

基于MATLAB的非圆齿轮节曲线设计

利用非圆齿轮行星系或圆齿轮差动机构和非圆齿轮机构的配合,可以再现一定种类的非单调函数.本文选取极角和极径变量作为参数来构造设计非圆齿轮节曲线,利用MATLAB软件,给定一种再现函数,绘出其节曲线和传动比函数曲线,可以很好的分析是否满足要求的变传动比.     

加工等螺旋角锥度铣刀非圆齿轮的设计

设计非圆齿轮,主要的任务就是确定它的节曲线。节曲线实际上,是一对互相啮合的齿轮,在其啮合过程中,实现无滑动地滚动的共轭曲线。如果给定了一付非圆齿轮的传动比及中心距,非圆齿轮的节曲线就可以被确定。1.主动非圆齿轮(见本刊今年第一期第12页)①主动非圆齿轮节曲线的计算主动非圆齿轮的延转角(?)_1以自变量给出。     

一种非圆齿轮齿条机构的设计方法与分析

从传动比函数的角度出发,进行非圆齿轮齿条的设计,利用产形齿条是标准直齿条完成非圆渐开线直齿轮的齿廓设计,根据坐标变换完成齿条的齿廓设计。给定传动比函数,推导出相应的非圆柱直齿轮和齿条的节曲线方程;在MATLAB编程环境下进行齿廓的编制,进一步导入Pro/E中完成非圆齿轮齿条的三维模型建立,最后利用动力学仿真软件ADAMS完成非圆齿轮齿条的速度响应分析。所得到的齿条速度响应曲线基本与给定传动比函数的谐波曲线保持一致。     

一种新型正弦型非圆齿轮副的设计分析

通过将正弦函数进行适当的变换,并将变换后的函数作为非圆齿轮副的转角关系,生成了一种新型的具有封闭、全凸、光滑性质的非圆齿轮副——正弦型非圆齿轮副。讨论了这种新型齿轮副的特征参数确定方法,节曲线的设计,传动比关系,以及节曲线周长计算方法。在此基础上,对正弦齿轮的变阶与变性形式的生成机理与设计方法进行了研究,得到了相应齿轮副的设计结果。通过在插秧机分插机构中的应用表明,该非圆齿轮副形式具有较高的理论与实际研究价值。     

跳跃机器人能量转换的主动控制与试验测试

针对现有跳跃机器人能量转换效率低的问题，设计了一种新型跳跃机器人，以实现利用非圆齿轮的啮合主动控制能量的有效存储和释放。基于机器人机构学原理，设计了跳跃机器人的主体结构，分析了其运动原理，给出了其弹跳运动流程。根据预先给定的机器人能量转换曲线中的关键参数，以能量转换曲线研究非圆齿轮节曲线，以非圆齿轮共轭啮合特性研究跳跃机器人的能量转换特性，建立了非圆齿轮传动的数学模型 ，并通过具体实例详细说明了非圆齿轮的设计过程 。使用3D打印技术制作了跳跃机器人原理样机，开展试验测试研究。研究结果表明，跳跃机器人可以实现稳定跳跃，且能量转换效率的测量值与预先给定的理论值较吻合。     

非圆齿轮齿面加工余量匀化工艺研究与实现

针对非圆齿轮加工中,由齿坯节曲线曲率变化所引起的分次进刀过程中齿面加工余量分布不均的问题,提出一种匀化非圆齿轮齿面加工余量的工艺方法。以非圆齿轮插削工艺为研究对象,基于插齿加工原理,对齿面加工余量分布不均的成因进行了分析;在此基础上建立了非圆齿轮匀化工艺插削联动模型,通过实时调整插刀与齿坯的几何位置关系,实现了非圆齿轮齿面加工余量的匀化;开发了非圆齿轮插齿CAM系统,利用CAM系统对齿面加工余量匀化工艺进行了仿真验证,仿真结果表明,所提工艺方法正确、可行;将匀化工艺集成到自主开发的齿轮加工数控系统中,进行了非圆齿轮插削加工试验,试验结果表明,所提工艺方法能够有效匀化齿面加工余量;对加工出的非圆齿轮齿面进行了三维形貌检测,检测结果表明,所提工艺方法能够显著提高非圆齿轮的加工精度与表面质量。     

非圆齿轮滚齿加工CNC系统联动结构

探讨非圆齿轮滚齿加工的数控机床应该具有的联动结构。从滚刀节曲线与齿轮工件节曲线之间必须进行纯滚动出发,推导出联动关系为４个坐标的复杂联动。这种联动关系再由ＣＮＣ系统主计算机进行处理,分成若干足够精确的微直线段,而后利用专用电子齿轮电路模板和脉冲合成电路模板实现这些微直线段内的４坐标直线联动控制。用这种粗精插补结合的方法,获得非圆齿轮滚齿加工所需要的ＣＮＣ联动结构。     

高阶变性偏心共轭非圆齿轮的凹凸性及根切判别

为满足一个运动周期内传动比有多个非对称变化的要求,提出了一种新型非圆齿轮形式--高阶变性偏心共轭非圆齿轮,建立了高阶变性偏心共轭非圆齿轮节曲线方程。依据微分几何原理,推导建立了主从动轮节曲线的凹凸性判别条件和加工过程中不发生根切时齿轮模数与节曲线最小曲率半径之间的关系。运用VB语言编写了高阶变性偏心共轭非圆齿轮的设计与仿真程序,并通过算例予以验证。     

平流泵用非圆齿轮副的优化设计及实验分析

通过对平流泵工作原理的分析,可知降低流量脉动的最终目标就是降低双柱塞推程合成速度波动。现用平流泵主传动机构采用非圆齿轮串联曲柄滑块机构,其中非圆齿轮副是影响双柱塞合成速度的关键因素。基于预期柱塞运动速度特性反解非圆齿轮副的节曲线,在综合考虑非圆齿轮传动特性和力学特性的前提下,对非圆齿轮副节曲线进行优化设计,基于范成法原理进行非圆齿轮齿廓设计,通过虚拟样机仿真验证了理论设计的正确性。实验结果显示,非圆齿轮副的优化设计有效抑制了双柱塞推程合成速度波动,可显著降低流量输出脉动。     

不同重合度非圆齿轮设计及弯曲应力分析

非圆齿轮传动具有广泛的应用场景。针对非圆齿轮传动,采用齿轮啮合原理和材料力学等原理及方法,提出了大重合度非圆齿轮设计方法。探讨了非圆齿轮传动原理和节曲线构建方法,计算了其节曲线曲率半径和重合度方程。建立了不同重合度非圆齿轮轮齿时变啮合刚度与载荷分配率计算模型,推导了不同重合度非圆齿轮齿根弯曲应力方程。探讨了不同结构参数下非圆齿轮副重合度、时变啮合刚度、时变载荷分配率及齿根弯曲应力变化规律,确定了轮齿所受最大载荷位置。开展了不同重合度非圆齿轮齿根弯曲应力仿真分析和实验测量,与理论计算结果进行了对比分析,最大误差分别约为4.8%和5.9%,验证了理论方法的合理性与正确性,为大重合度非圆齿轮传动的工程应用奠定了基础。     

巴斯噶蜗线型齿轮的啮合特性及数字制造技术研究

根据非圆齿轮啮合原理,对巴斯噶蜗线型齿轮进行啮合特性分析及数字制造技术研究。通过对巴斯噶蜗线型齿轮进行节曲线参数化建模、传动特性及凸凹性分析,验证了这类齿轮传动的可行性;通过对其进行齿形设计、CAM实例计算分析及加工仿真,验证了理论设计方法的正确性和可加工性,为这类齿轮的设计、制造、测量及应用提供较为系统的理论基础。     

基于螺旋非圆齿轮变速装置设计研究

为增加变速器带载换挡能力,解决摩擦片发热烧毁等问题,提出利用非圆齿轮传动替代摩擦传动换挡结构;研究渐开线变厚齿面形成原理,通过增加共轭齿条周向纯滚动和轴向运动约束条件,建立螺旋非圆齿面包络加工数学模型,描述共轭齿条各段齿面失径,推导螺旋非圆齿面方程;利用数值计算实例验证了数学模型的正确性,分析非圆齿的几何特征与轴向移动速度之间的关系,说明共轭齿面仍为线接触;通过对锥齿轮组进行详细设计与动力学仿真,结果显示角速度输出曲线较为平稳,仍存在一定轻微冲击;搭建基于机电检测方案的锥齿轮组自动变速装置试验平台,实现了档位自动变换功能,进一步验证了螺旋非圆齿轮基本啮合原理且锥齿轮组改造设计方案具备一定的可行性。     

类圆曲线及其性质研究

对偏心圆节曲线非圆齿轮传动和椭圆节曲线非圆齿轮传动的关键设计参数偏心率e和离心率ε分别进行了分析。在椭圆曲线的基础上,通过改变极坐标极点,得到了一种新型的封闭曲线--类圆曲线,它可以看作是更广义的椭圆曲线或偏心圆曲线。针对一般意义的椭圆曲线和偏心圆曲线只是类圆曲线的两种特殊类型的情况,在类圆曲线的数学表达式中,引入了两个关键设计参数偏心率e和离心率ε,建立了具有不同性质的非圆齿轮节圆曲线方程。研究发现,偏心率e可以确定类圆曲线的最小和最大向径,离心率ε可以确定类圆曲线的形状。类圆曲线非圆齿轮传动具有与偏心圆齿轮和椭圆齿轮类似的传动特点,同时在设计上比偏心圆齿轮和椭圆齿轮更加灵活、方便。