摆线轮齿廓修形的优化设计

为改善摆线轮修形齿廓啮合质量,在分析现有修形理论的基础上,使用最优化理论,通过逼近转角修形齿廓法向变动量曲线,并利用MATLAB优化工具箱搜寻等距加移距最佳修形量.以BZZ系列全液压转向器的摆线啮合副参数为例,优化的结果在保证摆线啮合副适当齿廓法向侧隙同时,最大逼近共轭齿廓,明显增大啮合区间,增加了同时啮合齿数.为摆线针轮啮合副齿廓修形设计和制造提供了新的方法.     

基于差分进化法的摆线轮修形技术研究

为了提高摆线针轮的传动性能,以短幅外摆线内侧等距曲线为齿廓曲线的摆线轮为研究对象,以提高整机承载能力为目的,对摆线轮的齿廓进行优化修形。在不确定修正方式和修正量的情况下,制定优化目标,选择约束条件,运用MATLAB软件编程,在所选取的优化区间内,利用移距加等距组合修形曲线拟合逼近转角修形曲线的方法,得出最接近的共轭曲线的优化方式;利用差分进化法进行迭代,计算出最佳修形量;对优化后摆线轮的初始啮合间隙、变形量进行分析。研究表明,该优化方法可以较好地满足摆线针轮的修形要求。     

机器人RV减速器摆线轮修形的理论研究

针对机器人RV减速器摆线轮,基于单齿无侧隙失配修形的理念,将二阶抛物线修形量沿法线方向直接叠加至摆线轮的理论共轭齿廓,推导了修形后摆线轮齿廓的齿面方程。通过控制齿廓修形系数,可控制齿廓曲线不同啮合位置的修形量。所提出的抛物线修形方法与传统的等距加移距组合修形方法不同点是:在摆线轮主要工作段,修形后的齿廓更加逼近完全共轭齿廓。在Matlab中编写了摆线针轮传动的TCA程序,形成了抛物线型传动误差,证明该修形方法的合理性,从而为RV减速器摆线轮的修形设计提供了新的思路。     

基于优化承载能力的RV减速器摆线齿轮齿廓的等距-移距修形

结合传统等距修形方法和移距修形方法,提出了一种基于优化承载能力的摆线轮齿廓的新型等距-移距组合修形方法。以工业机器人RV-40E减速器的摆线针轮为例,对其传动进行了力学分析,以最优承载能力为目标建立了摆线轮修形量搜寻数学模型,并采用格点法进行了优化,最终通过数值求解获得了等距-移距修形的摆线轮齿廓曲线。设计了摆线轮加工工艺,分别加工制造了等距-移距修形的摆线轮和作为对比验证的传统拟合转角修形摆线轮,并分别组装出RV减速器样机进行性能测试。试验结果表明:装有该等距-移距修形摆线轮的RV减速器的传动效率高达85%,相比于装有传统拟合转角修形摆线轮的RV减速器,该新型RV减速器在重载情况下的噪声和温升均显著降低,承载能力得到了明显提高。     

RV传动压力角的影响因素及变化规律研究

根据摆线轮与针轮的相对运动关系,导出摆线轮齿廓方程及RV传动压力角的计算公式,运用Matlab编程,仿真分析偏心距、针齿分布圆半径、针齿半径等设计参数及等距修形量、移距修形量、转角修形量等修形参数对压力角的影响规律。结果表明：RV传动同时参与啮合的齿号、单齿啮合压力角及多齿啮合平均压力角均呈周期性变化;压力角随偏心距的增大而减小,随针齿分布圆半径的增大而增大,偏心距对压力角的影响程度大于针齿分布圆半径;针齿半径、等距修形量和移距修形量对压力角影响微小,转角修形量对压力角无影响。研究结果为RV传动的参数优化及传力性能改善提供了理论依据。     

摆线轮齿廓修形量的总效率优化设计

为改善摆线液压件的工作性能,根据摆线副的啮合原理及其实际工况确定了以总效率为优化设计的目标函数,以等距修形量和移距修形量为设计变量,并利用MATLAB优化工具箱,以BZZ系列全液压转向器的摆线啮合副参数为例,搜寻得到摆线轮齿廓修形值。优化的结果表明：正等距加负移距齿廓修形不但能最大程度逼近共轭齿廓,增加啮合区间;同时能使液压摆线副效率最大。为摆线针轮啮合副齿廓修形设计和制造提供了理论基础。     

摆线针轮行星传动中反弓齿廓研究及其优化设计

首先对摆线针轮行星传动中摆线轮修形所产生的相对转角进行了计算,根据新的齿面受力分析理论,为合理地利用齿廓,改善摆线轮齿面的受力状态,提出了"反弓"齿廓的概念和存在条件,并证明采用"正等距+负移距"简单组合修形方法可以获得反弓齿廓;利用提出的优化设计方法编制的计算机软件,可以方便地求出最佳反弓齿廓所需要的修形量。受力分析计算表明:"反弓"齿廓可以有效地减少最大接触力,从而达到提高齿面承载能力的目的。     

摆线针轮齿廓修形参数对摩擦润滑接触特性的影响

为研究脂润滑下摆线针轮传动润滑特性，基于Ostwald本构方程建立摆线针轮线接触脂润滑数值模型，研究负移距修形、正等距修形、正等距+正移距修形和负等距+负移距修形4种摆线轮修形方式对啮合过程中摩擦润滑接触特性的影响规律；利用啮合过程中最小油膜厚度、摩擦因数、摩擦损失功率及一个啮合周期内总的摩擦损失功率评价了摩擦润滑状态。结果表明：相同加工精度下，正等距+正移距组合修形方式下啮合过程中最小油膜厚度最大，摩擦因数、摩擦损失功率以及总的摩擦损失功率最小；等距+正移距组合修形方式的摩擦润滑接触状态最优，而负等距+负移距修形的摩擦润滑接触状态最差，正等距单修形方式的摩擦润滑接触状态优于负移距单修形方式；不同修形方式下，随着修形量的增加，整个过程总的摩擦损失功率增加，摩擦润滑状态变差；随着转速增加，修形齿廓啮合过程中最小油膜厚度增大、摩擦因数减小、摩擦损失功率增大及总的摩擦损失功率线性增加。     

一种RV减速器摆线轮齿廓修形方法

针对常用组合修形方法无法同时满足高精度摆线轮高承载、低回差要求的问题,提出一种偏心距组合修形方法。在运用三坐标测量仪对RV-40E型减速器摆线轮进行精密测量的基础上,基于最小二乘法对测量所得的摆线轮齿形坐标参数进行圆弧拟合,并得到了相应的摆线轮齿形方程。然后,以所得齿形方程曲线为目标齿廓曲线,运用Matlab对"偏心距+等距+移距"、"等距+移距"、"等距+移距+转角"3种组合修形方式的所形成的摆线轮的齿形进行优化。优化结果表明,相较于"转角+等距+移距"和"等距+移距"组合修形,"偏心距+等距+移距"组合修形所得的曲线与目标齿廓曲线的偏差更小,说明了"偏心距+等距+移距"组合修形方式具有一定的可行性。     

RV减速器摆线轮齿廓修形方法对比研究

摆线轮作为RV减速器的核心精密关键零件,其运行状况决定了减速器的传动精度、效率、疲劳寿命、可靠性等重要性能指标。如何确定摆线轮的最优齿廓修形参数是提高减速器传动精度、回差以及装配工艺性的关键技术。针对多种基于正等距加负移距的摆线轮齿廓修形模型,利用MATLAB工具分析各模型下的摆线针轮传动载荷分布、啮合齿对数、与转角修形共轭齿廓的趋近程度以及回转精度等特性。研究结果表明,各模型的优化参数存在一定差异,在接触齿对数、载荷分布等方面性能基本一致,修形齿廓与理论齿廓间的间隙大致相等,分布较为均匀,且修形齿廓均十分趋近转角修形共轭齿廓;基于齿廓法向间隙建立的模型既能保证同一时刻的多齿对啮合及承载的均匀性,又能得到更高的回转精度,更适合工程应用。     

The meshing angular velocity and tangential contact force simulation for logarithmic spiral bevel gear based on Hertz elastic contact theory

To obtain the change tendency of output angular velocity and tangential contact force of a gear when the pinion under the step input during meshing of a new type of spiral bevel gear, which is a logarithmic spiral bevel gear, the tooth flank equation of logarithmic spiral bevel gear is deduced based on the formation mechanism of the tooth flank formation. A three-dimensional model of a pair of logarithmic spiral bevel gears whose number of teeth was 37:9, with modules being 4.5 mm, normal pressure angle being 20 degrees and spiral angle being 35 degrees were built and assembled. Based on Hertz elastic contact theory, the calculation formulas and parameters sets of contact force for conventional spiral bevel gear meshing simulation and logarithmic spiral bevel gear meshing simulation were done. Consider the dynamic simulation about meshing angular velocity and tangential contact force for conventional spiral bevel gear meshing and logarithmic spiral bevel gear meshing, respectively. Finally, by analyzing and comparing the simulation data, the results show that under the same input conditions, the fluctuation of the gear angular velocity and tangential contact force of logarithmic spiral bevel gear meshing are smaller than the conventional spiral bevel gear. That is, the transmission stationary of logarithmic spiral bevel gear meshing is superior to conventional spiral bevel gear.     

渐开线直齿轮修形的有限元分析与研究

针对不同修形曲线对齿轮修形产生不同效果的问题,首先推导出了渐开线参数方程和修形曲线的齿廓参数方程,然后应用Pro/E建立了标准渐开线直齿轮与修形齿轮的三维模型,最后利用ANSYS Workbench的瞬态动力学模块对其进行了有限元分析;通过仿真得出了渐开线直齿轮和修形齿轮在啮合过程中的齿面接触应力的变化曲线.研究结果表明,在齿轮传动时的单双齿啮合交替时及啮入/啮出时,Walker修形曲线较直线修形曲线具有更好的修形效果,但同时两种修形曲线都导致了齿轮重合度的降低,增加了单齿啮合区,为修形齿轮的设计提供了数值实验依据.     

摆线减速器轮齿啮合的数学模型及求解

以非赫兹弹性接触问题对齿轮传动轮齿啮合进行研究，建立起了新的摆线针轮单齿啮合的柔度矩阵数学模型，并结合摆线减速器针齿修形计算，重点讨论了通过计算机编程，正确求解这一数学模型的方法。     

基于修形参数的摆线齿轮可靠性优化设计

在分析包含齿廓修形参数的摆线齿廓方程以及啮合齿廓之间接触应力的基础上,提出了一种新的基于修形参数的摆线齿轮可靠性优化设计方法,通过采用复合形法对Ｘ７－１／８７摆线齿轮进行了可靠性优化设计,证明本文的方法是实用而且是可行和有效的。     

滤波减速器轮齿齿形修形及分析

介绍了滤波减速器的结构及传动原理,分析了滤波减速器轮齿齿形修形的原因,同时选用适用于工业生产的修形量、修形曲线及修形长度计算方法,对样机进行了实例计算。并用ANSYS对修形前后齿轮啮合过程进行动态接触有限元分析,比较修形前后轮齿表面接触应力的变化,验证了修形效果。最后对样机进行了振动测试实验,进一步证明了轮齿齿形修形可以起到减振降噪的效果。     

含误差的直齿轮的齿廓修形

依据齿轮传动载荷与轮齿变形的关系,推导出定载荷条件下,修形直齿轮静态传动误差与齿对综合修形参数的关系表达式。提出含制造误差修形齿轮修形参数的确定原则:理论设计修形齿轮的最大综合修形量应能消除含误差齿廓轮齿在啮入和啮出位置产生的几何干涉,理论设计修形齿轮的静态传动误差应保持最小的变化。给出了合制造误差修形直齿轮修形参数的计算公式,阐述了相应的确定方法。系统动态响应计算表明该方法所获得的修形齿轮具有良好的减振效果。     

渐开线齿轮滚齿工艺性分析

要提高变速器齿轮传动的平稳性,降低传递误差,对于齿轮齿形的修形要求越来越高.但是,传动过程的齿轮啮合与滚齿过程的加工啮合性质存在差异,前者为平行轴传动关系,后者为交叉角的蜗轮蜗杆传动关系.而设计齿轮的齿顶和齿根存在非渐开线的齿形修缘,不同的传动关系会导致加工出来的齿形与设计目标不一致.正是基于这一点,提出设计齿轮的滚齿工艺性分析方案,以减少后期设计变更带来的开发成本浪费.     

Undercutting and contact characteristics of longitudinal cycloidal spur gears generated by the dual face-hobbing method

This paper investigated the undercutting of longitudinal cycloidal spur gear generated by the dual face-hobbing method. Sensitivity of transmission errors and contact patterns due to varied assembly errors were studied using the tooth contact analysis (TCA) technique. The undercut of the longitudinal cycloidal spur gear is similar to the regular spur gear except for the fact that the helical angle is varied along the longitudinal direction due to the cycloidal cutting trace. Several numerical examples are presented to validate the derived undercutting of the proposed longitudinal cycloidal spur gear and the tooth contact pattern sensitivity. As expected, the bearing contact and transmission error are insensitive to the assembly error.     

重载车辆变速箱齿轮齿廓修形技术研究

利用MSC.Marc软件对变速箱齿轮副进行准静态接触有限元分析,得到不同修形方式下齿轮副传动误差、齿面接触应力变化情况.针对重载车辆行驶工况恶劣,齿轮负载变化大、可靠性要求高的特点,提出应以最大限度降低齿面接触应力峰值,且不增加齿轮系统传动误差波动为修形目标.