非圆齿轮机构运动轨迹微分几何研究

利用平面作图分析设计非圆齿轮节曲线和复杂机构运动特性,相对困难.文中在分析了非圆齿轮几何特性和运动学关系的基础上,利用Pro/E建立了椭圆齿轮和行星机构的三维模型,采用微分几何方法,对行星差速机构的运动轨迹曲线以及特殊位置进行了仿真分析.     

非圆齿轮行星轮系参数化设计及运动仿真分析

非圆齿轮行星轮系是非圆齿轮液压电动机的核心部件,其节曲线设计是整体结构设计的关键.针对4～6阶非圆齿轮行星轮系节曲线的参数不唯一、设计困难等问题,基于4～6阶非圆齿轮行星轮系节曲线的设计方法,选取偏心率作为控制参数,设计出不同非圆齿轮行星轮系的节曲线;对比分析了偏心率对非圆齿轮行星轮系运动特性的影响.结果表明,非圆齿轮行星轮系在传动过程中,行星轮中心加速度和行星轮角加速度均会出现突变,突变的位置均在内齿圈向径最大位置处,且随着节曲线偏心率的增大,行星轮中心加速度和行星轮角加速度的突变值均为增加趋势.     

基于ADAMS的非圆齿轮运动学仿真分析

为了进一步研究非圆齿轮的运动学和动力学特性,对非圆齿轮的节曲线进行了理论分析,得出了非圆齿轮的传动特性。利用Pro/E软件,建立了精确的椭圆齿轮三维模型,并使用ADAMS软件对椭圆齿轮副进行运动学仿真分析,最终得到仿真的角速度与时间的关系曲线,与理论曲线进行了比较分析,得到了非圆齿轮的运动规律,从而为虚拟样机仿真提供依据。     

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。     

基于秧针静轨迹的分插机构非圆齿轮求解

针对目前插秧机的旋转式分插机构非圆齿轮的节曲线均采用函数表达式设计方法的局限性,提出通过理想的秧针静轨迹直接求解分插机构的行星轮系中非圆齿轮传动比的设计方法。利用数值分析的方法由秧针静轨迹求解行星架与行星轮自转的传动比,根据旋转式分插机构行星轮系结构的对称性特点,把非圆齿轮之间的传动比以π为周期分段,建立分段传动比之间的关系和分段传动比与行星架与行星轮自转传动比的关系。在满足轮系总传动比的条件下,提出非圆齿轮的半圆正齿节曲线假设,解决了求解分段传动比有效方程不够的问题。通过对求解出的非圆齿轮系分插机构的三维建模和动态仿真,验证了提出的基于秧针静轨迹求解分插机构非圆齿轮节曲线的方法正确。     

基于输出摆角分析的抽油机换向机构优化设计

针对一种无游梁式抽油机用椭圆齿轮行星轮系换向机构输出摆角小、不能满足长冲程需求的问题,分析了该机构输出摆角大小的影响因素,将结果以图形面积表现在一对非圆齿轮副的传动比曲线中。根据分析结果,构造了满足应用需求的非圆齿轮副传动比曲线,求解非圆齿轮的节曲线方程,建立该机构的三维模型并进行运动仿真,得到输出摆角和输出角速度幅值曲线。分析结果表明,与原来的椭圆齿轮行星轮系换向机构相比,该机构增大了输出轴的摆角,从而可以增大抽油机的冲程。     

分插推培机构非圆齿轮节曲线设计分析与加工

针对高速水稻插秧机作业效率和质量的功能要求,提出了将非圆齿轮行星轮系作为分插机构的传动部件,并设计出非圆齿轮插秧旋转箱与双针推培插植机构。用解析方法建立了偏心齿轮-非圆齿轮旋转前插式水稻插秧机关键部件-分插机构运动学模型,并依据圆柱插齿刀范成法加工非圆齿轮的原理,构建了插齿刀与非圆齿轮毛坯的节曲线在相互啮合时的几何位置关系,建立圆柱插齿刀和非圆齿轮节曲线数学模型,为采用非圆齿轮行星轮系分插机构的高速插秧机的设计提供了理论依据。     

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.     

变性椭圆齿轮连杆机构的运动特性及齿轮副设计

为获得非圆齿轮组合机构特定的运动输出,针对变性椭圆齿轮特性系数对机构运动规律和齿轮参数设计的影响进行了系统的研究。首先在推导了变性椭圆齿轮节曲线和机构执行构件速度与位移计算公式的基础上,对偏心率、变性阶数和曲柄初始角等参数对机构输出运动的影响进行了详细的讨论。其次,根据一对变性椭圆齿轮副参数相同的要求,提出了相应的设计原则和方法。理论研究与试验结果表明,利用对机构特性系数的选择和调整,可以在得到符合基本设计条件的变性椭圆齿轮的同时,实现机构预期的运动要求。     

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。     

基于VB的非圆齿轮CAD/CAM系统研究与开发

基于VB开发一个对表达式进行自动计算的控件,以实现通过表达式的方式自动采集非圆齿轮的传动比要求;基于模块设计方法搭建了系统框架,然后用数值计算方法,开发不同传动比要求下非圆齿轮节曲线的设计模块;基于VBA仿真非圆齿轮的加工,生成非圆齿轮实体。在节曲线设计成功的基础上,开发非圆齿轮的辅助制造模块。在上述所开发的各模块中,反复测试了程序,所开发的系统能够完成常用非圆齿轮的自动设计和数控加工程序的自动生成。     

Bevel-carrier logic in a variable-ratio transmissionTransmissions aux engrenages non-circulaires et rapport de vitesse variable infiniment

This paper describes several methods of combining non-circular gears to make an infinitely-variable transmission. The gears are affixed to the bevel and carrier of a differential which may be asymmetrical. This has a significant effect on the shape of the non-circular gears and on the performance characteristics of a transmission which uses such gears.     

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。     

渐开线非圆齿轮的齿廓曲线数学模型

对于给定的非圆齿轮节曲线,借助于共轭齿条建立齿廓曲线的数学模型。根据渐开线齿轮齿廓成形原理,当共轭齿条分度线在非圆齿轮节曲线上作纯滚动,齿条的齿廓便在齿轮上包络出齿轮的齿廓。因此,首先建立了共轭齿条的数学模型和节曲线纯滚动模型,而后用啮合方程将这两个模型结合起来,经坐标变换后便在齿轮坐标系中获得了非圆齿轮齿廓曲线的数学模型。进一步用计算机图形仿真的方法获得椭圆齿轮的渐开线齿廓曲线图形,验证了该模型的正确性和有效性。该模型为非圆齿轮的加工刀具设计、数控加工程序设计以及轮齿强度分析等提供了基础。     

渐开线圆柱齿轮刀具加工的非圆齿轮副能正确啮合分析

证明了采用渐开线圆柱齿轮刀具在数控插齿机上加工的 1对非圆齿轮副传动时 ,在其按设计的已知节曲线工作时 ,两非圆齿轮副的齿廓具有单一的接触点 ,即能保证正确的啮合关系 ,为深入分析非圆齿轮副的传动机理提供了前提     

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。     

渐开线齿廓非圆齿轮的变啮合角特性

指出非圆齿轮传动具有变啮合角的特性,并且推导出啮合角的表达式。以椭圆（含高阶椭圆）齿轮及偏心圆齿轮为例,给出啮合角变化的规律及啮合角约束条件。对于椭圆齿轮副,啮合角随着椭圆偏心增大而增大。当偏心率达到相当大的数值时,啮合角成为直角,两齿轮的齿廓脱离接触而推动啮合。这就从理论上解释了非圆齿轮传动中失去啮合现象的原因,同时为传动的设计提供了基础条件。     

脉动血流发生器非圆齿轮-曲柄滑块式驱动机构设计与分析

为使脉动血流发生器产生稳定的脉动性血流,提出了一种新型非圆齿轮-曲柄滑块式驱动机构,运用非圆齿轮副和曲柄滑块机构的组合传动来实现血流的脉动。在满足人体血流脉动前提下,为使设计的机构运行平稳,采用2段三次Hermite插值多项式来对该机构输出构件的加速度曲线进行拟合,再由加速度曲线方程及其边界条件推导出速度、位移和跃度曲线方程,运用拟合得到的输出构件运动学曲线方程推导出非圆齿轮副节曲线反求模型。根据实例求解分析得到的机构参数进行三维建模和虚拟样机实验,对比虚拟仿真实验和理论分析结果,发现所设计机构能够按照预期规律实现脉动血流,且该机构具有良好的运动学特性,同时验证了所构建的运动学曲线方程及所建立的运动学分析模型的正确性。