朱继华[1]2004年在《外啮合摆线类齿轮泵啮合理论及设计制造研究》文中进行了进一步梳理在齿轮泵中，最关键的部件是一对相互啮合的转子，而在齿轮泵转子设计中，最重要的是型线设计，因为转子型线基本决定了齿轮泵性能的好坏。今后齿轮泵的研究要向开发新型线，创造新产品的方向发展。 齿轮泵转子的齿廓型线一般为渐开线，渐开线型线虽设计加工方便，但存在原理性的困油现象；凸凸齿廓啮合使两齿轮在接触点处的综合曲率半径较小；当齿数较少时，渐开线齿轮存在根切现象。 本文借助现代啮合理论及计算机辅助几何设计，设计出一种新的外啮合摆线类转子型线，由圆弧及其共轭线(摆线类曲线)组成。这种转子具有良好的啮合性能，消除了困油现象，流量脉动小；由于没有根切现象，齿数可达到最少，齿间面积也增大很多；独特的凸凹啮合齿廓，使两齿轮在接触点处的综合曲率半径较大。 对此摆线类齿轮泵转子的啮合特性进行了理论分析和计算，并与同尺寸的渐开线转子的啮合特性作了比较；对基本几何参数的设计原则进行了探讨。 若把转子看作齿轮，加工齿轮的方法同样可用来加工齿轮泵的转子。目前转子常用的加工刀具有盘形刀具和滚刀。本文利用空间啮合原理设计了加工摆线类转子的盘形刀具。在动力齿轮传动中，滚刀的设计一般是已知基本齿条的齿廓方程，求解的是滚刀和齿轮的齿廓方程。而本文已知条件为按要求所设计的转子端面齿廓方程，由媒介共轭法，借助媒介齿条，把复杂的空间啮合问题降解为平行轴啮合问题，利用平面啮合原理，推导出媒介齿条的齿廓方程，进而推导出滚刀的端面齿廓方程。文中还求出了滚刀螺旋面的投影方程式，并与媒介齿条法面齿廓方程做了比较。这种设计方法简单可行，只涉及到平面啮合理论，结果直观，便于检验。
徐学忠[2]2005年在《内啮合摆线齿轮泵的理论研究与仿真》文中提出本文对摆线齿廓啮合的普通摆线泵和多齿差摆线泵进行了研究。用复数矢量方法建立了摆线泵的齿廓曲线方程,讨论了啮合界限点、啮合角及其变化规律。根据摆线泵啮合运动规律和体积的变化规律,建立了求解摆线泵的排量、瞬时流量、流量脉动率的理论计算数学模型并对其进行了动态仿真;以泵单位体积的排量最大为目标函数,泵的传动条件、强度条件等为约束条件,创成系数、弧径系数为设计变量建立了摆线泵的优化设计数学模型对其基本参数进行优化设计,解决该类泵的基本参数选择问题。提出了异型齿廓摆线泵的设计思想,并针对这一问题进行深入研究。以单位体积的排量最大为目标函数,连续传动条件和密封条件为约束条件,建立了异型齿廓摆线泵的基本参数优化设计数学模型对其基本参数进行了优化设计。 对多齿差摆线泵的啮合理论进行了研究,给出了重合度、啮合角、齿项圆和齿根圆半径的计算模型和选择方法。在此基础上,对多齿差摆线泵的齿廓相对运动速度与滑动系数、流量与流量脉动特性等方面进行研究。首次对多齿摆线泵的齿廓重迭干涉现象进行了讨论,提出了检验多齿差摆线泵不产生齿廓重迭干涉的条件,并推导了相应的校验公式。建立了以单位体积排量最大、流量脉动最小和磨损小等为目标函数的优化数学模型,对多齿差摆线泵的基本参数进行优化设计。 应用MATLAB/Simulink软件建立了摆线泵的动态仿真模型,并对啮合点的运动特性和摆线泵的流量特性进行了动态仿真。 探讨了普通摆线泵和多齿差摆线泵的齿形修正方法,提出了普通摆线泵和多齿差摆线泵齿形的转角修正法,讨论了转角修形对齿侧间隙的影响和修正量的计算方法。同时提出了摆线轮的公法线长度的计算和测量方法。并对摆线泵的结构设计和加工制造方法进行了讨论。
陈焕[3]2012年在《新型摆线齿轮3K型减速器的设计研究》文中研究指明摆线齿轮传动有重合度大传动平稳、齿面磨损均匀、齿数少不根切等优点，但其中心距不具可分性、刀具制造困难等极大的限制了摆线齿轮的应用。目前高端精密机械系统如航空航天、医疗器械、仿生机器人等迫切需求体积小、重量轻、承载能力强、传动平稳和效率高等诸多优点的微型减速器。在超精密加工制造技术快速发展的今天，加工精度已不再是推广应用摆线类齿轮的障碍。深入分析国内外关于摆线类曲线的数学模型后，通过以基圆圆心为定坐标系的原点建立了更简单的摆线及其等距线的数学模型。以单一摆线及其等距线为基础构建了摆线原始连续型齿廓，在基于齿廓啮合原理上研究了此类齿廓共轭啮合的可能性及形式，以及重合度的定义与计算。针对摆线原始连续型齿廓重合度小等缺点，以齿数少、重合度适宜为目标，在满足齿廓共轭条件的基础上，提出了多种针对原始连续型齿廓的修形方法，并运用这些改进方法演绎出了10多种新型摆线齿廓。用运动学方法研究出摆线原始连续型齿廓的啮合轨迹线后，基于摆线的修形原理，将其推广得到了摆线修形齿廓和新型摆线齿廓的啮合轨迹线。根据齿轮传动重合度和啮合角的定义，通过分析齿廓啮合轨迹线，提出了各摆线齿轮传动的重合度与啮合角计算方法。研究确定这些摆线齿轮的基本设计参数后，依次推导出了各摆线齿轮的几何尺寸计算公式。经比较各摆线齿轮的几何特点和传动特性后，选择了新型摆线齿廓设计直齿轮，研究其齿轮设计约束条件，以及各设计参数对传动特性的影响。研究比较了3K型行星传动效率与配齿，结合新型摆线齿轮的特点，选取3K-I型行星传动并选择合适的设计参数设计各新型摆线齿轮。确定各新型摆线齿轮副受力情况并校核齿面接触疲劳强度后，分析轴系的弯扭受力及校核，选用各轴支撑轴承与校核。从传动性能、加工工艺、安装工艺等多方面考虑设计了行星架与微型减速器的结构、减速器与伺服电机的连接、减速器与机体的连接等。
朱继华, 靳继勇[4]2007年在《聚合物输送用齿轮泵特殊齿廓转子型线快速设计》文中研究表明以摆线类齿轮泵为例,介绍聚合物输送用齿轮泵特殊齿廓转子型线快速设计方法,以平面啮合理论为基础,对转子齿廓各段型线的啮合进行了分析,建立了啮合方程,在确定其各原始参数的基础上,利用VB编程在AutoCAD下实现外啮合摆线类齿轮泵转子端面齿廓的快速绘制,为叁维造型奠定了基础.
王淑妍[5]2008年在《锥形摆线行星传动基础理论及实验研究》文中研究指明精密传动是以高精度传递运动为主要目的的一类机械传动形式,在航空航天、武器装备、数控机床、机器人、精密机械、印刷包装机械、交通运输机械、医疗器械等领域应用十分广泛,是制造装备业和国防工业极其重要的基础件。锥形摆线行星传动是依据普通摆线针轮行星传动的针齿半径改变时对应的系列变幅摆线互为等距线而提出的新型传动。该传动可以通过调整锥形摆线啮合副的轴向位置调整啮合的间隙,利用多齿啮合的误差均化效应获得高的传动精度。系统深入地开展关于锥形摆线行星传动的理论和设计方法、制造关键技术和实验研究,奠定其工程应用的基础,具有重要的理论意义和工程实用价值。本文的主要内容如下:①根据齿轮啮合原理的运动学法,讨论了平行轴内啮合行星传动的啮合方程,给出了行星轮共轭齿廓方程的一般表达式,建立了锥形摆线行星传动的啮合理论;论证了变截面摆线行星传动针齿齿廓半径沿轴向变化时所对应的系列短幅摆线互为等距线;针对变截面摆线传动,给出了针齿半径沿轴向线性变化的锥形摆线轮和非线性变化的鼓形行星轮的设计实例,从而验证了理论推导的正确性;给出了横截面为抛物线的行星轮的齿廓曲面方程,讨论了行星轮齿廓曲面的多样性;分别讨论了变截面摆线传动和抛物线柱面行星传动的齿廓曲率特性。②提出了以锥形摆线轮大端面为设计基准的设计方法,完成了锥形摆线啮合副齿廓曲面的设计;提出了基于锥形摆线的N型传动、NN型传动和双圆盘摆线行星传动叁种结构形式,并针对不同的结构形式,给出了计算实例。③分析了锥形啮合副的受力情况,提出了锥形啮合副的接触应力计算方法;采用有限元方法完成了分别使用独立销套和整体销套的悬臂梁式输出机构和简支梁式输出机构的应力应变分析。④应用Microsoft Visual C++6.0编制了锥形摆线行星传动的可视化设计分析软件系统,实现N型、N-N型传动和双圆盘摆线传动各参数、齿廓的自动计算,以及力学特性等的计算机辅助设计。⑤提出了用指锥刀具/磨具直接形成零件轴向锥形,而零件截面摆线或圆弧齿通过展成方式形成的“指锥包络”切削加工方法和圆弧面砂轮磨削法,并分别进行了加工仿真。在此基础上,研制出叁台套实验样机。⑥提出了变截面行星啮合副齿廓曲面的坐标测量和误差评定方法。编制了基于叁坐标测量机变截面摆线轮齿廓曲面的通用自动测量程序,完成了样机齿廓曲面的精度检测;提出了采用最小二乘法的数据处理方法,对锥形啮合副的齿距偏差、齿廓偏差和锥度误差等保证锥形摆线行星传动运动精度和平稳性的重要指标进行了评定。⑦完成了实验台的研制和和改装,分别开展了普通摆线行星传动减速机、双圆盘摆线行星传动、双圆盘锥形摆线行星传动样机的实验研究,包括传动效率、传动精度、回差等。实验结果表明,叁台减速器均具有高的传动效率,双圆盘摆线行星传动样机可以承受较大的轴向载荷,双圆盘锥形摆线行星传动通过调整啮合零件轴向位置可以调整啮合的间隙。
王宏伟[6]2014年在《新型短幅外摆线齿轮减速器的设计研究》文中研究说明现代机械传动中齿轮机构应用十分广泛。高端精密机械系统应用领域如医疗器械、航空航天、机器人等迫切需求具有承载能力强、体积小、效率高和传动平稳等优点的微型齿轮减速器。摆线齿廓与渐开线齿廓相比，相同条件下，摆线齿廓不根切齿数小，滑动率小且均匀，更适用于微型齿轮减速器的设计。国内外对摆线齿廓的研究，主要集中在摆线齿廓理论、摆线齿廓修形和摆线参数优化等方面，获得了多种摆线齿廓。本文以现有各类型摆线齿廓为研究对象，对齿廓的综合性能进行评价，选出最优齿廓，完成了减速器传动方案设计；基于啮合原理，研究摆线修形齿廓在不同等距值情况下，两齿廓啮合状态；重新建立齿廓曲线方程，拟定齿廓参数，完成了齿轮设计。根据范成加工原理，建立了插齿刀加工摆线齿轮的加工坐标系，通过矩阵运算得到坐标变换矩阵；采用包络法与运动法分别推导出插齿刀齿廓曲面方程，建立了插齿刀齿廓的数学模型；利用Matlab实现了插齿刀齿廓齿面仿真，在此基础上采用逆向工程设计的方法，将仿真齿面上的空间坐标点输出为Pro/E建模所需的数据点文件，建立了插齿刀单齿模型及其全齿模型。进行减速器设计，重点分析了减速器关键零件行星架。针对行星架所承受的载荷，提出了在考虑不均载情况下受力矫正以及将轴孔中心处的受力转化为均布于轴孔半圆周面上载荷的方法，确定合理网格划分方式，完成了行星架的静力分析，并且进一步完成了行星架各主要结构参数对其性能影响的研究，为行星架结构优化设计提供依据。针对齿轮齿面的非线性接触问题，采用有限元法对齿面啮合接触状况进行研究，将施加于齿轮的载荷由转矩转化为施加于齿轮中心孔节点处的集中力，获得齿轮接触的真实应力场，完成了齿面接触分析。为避免共振现象的发生，对转速较高的输入轴和齿轮进行了模态分析。完成减速器的虚拟样机设计，对样机进行干涉检查，根据检查结果完善减速器结构；对样机进行运动仿真，通过仿真结果验证结构设计的正确性，最终完成了微型减速器设计。
房婷婷[7]2007年在《摆线包络行星传动啮合理论研究》文中研究指明课题来源于国家科技支撑计划课题“摆线包络行星精密传动研究”(编号:2006BAF01B08)。精密传动是以高精度传递运动为主要目的的一类机械传动形式,在航空与航天、武器装备、数控机床、机器人、精密机械、印刷包装机械、交通运输机械、医疗器械等领域应用十分广泛,是制造装备业和国防工业极其重要的基础件。摆线行星传动具有啮合齿数多、误差平均效应显着、传动精度高、无柔性构件、扭转刚度高等突出的特点,近年来在精密传动领域受到了广泛关注。应用微分几何和齿轮啮合原理,开展新型摆线包络行星精密传动的啮合理论研究,对于揭示其啮合传动的实质、提高传动的性能等具有重要的理论意义和工程实用价值。本文的主要内容包括:①根据齿轮啮合原理的运动学法,由针齿齿廓及给定行星运动建立了适用于一齿差及少齿差摆线针轮行星传动的摆线轮齿廓统一方程,提出了摆线形成的包络法,详细讨论了摆线针轮行星传动的正确啮合条件、重合度等,给出了计算公式。②详细研究了四种典型少齿差摆线针轮行星传动的共轭啮合理论,包括正一齿差、二齿差、叁齿差和负一齿差摆线针轮传动的摆线轮齿廓方程、啮合线、重合度等,给出了计算实例。③建立了二次包络行星传动的基础理论,推导了任意曲线作行星运动的一次包络及二次包络齿廓统一方程式,讨论了二次包络齿廓曲线的啮合线方程及该齿廓曲线的存在条件。④根据二次包络齿廓的统一方程式,推导了摆线轮作行星运动得到的二次包络内齿轮的齿廓方程、啮合线方程,并详细研究了二次包络摆线轮行星传动的啮合特性。⑤根据理论研究的结果,参与设计一套二次包络摆线轮行星传动装置,并参与完成样机的试制。
胡俊章[8]2009年在《摆线包络行星精密传动啮合副数控加工编程技术研究》文中提出课题来源于国家科技支撑计划项目“齿轮设计检测关键技术研究”(课题编号:2006BAF01B01-03)及重庆市科技攻关重点项目(CSTC,2006AA3010-6)。精密传动是以高精度传递运动为主要目的的一类机械传动形式,在航空与航天、武器装备、数控机床、机器人、精密机械、印刷包装机械、交通运输机械、医疗器械等领域应用十分广泛,是制造装备业和国防工业极其重要的基础件。摆线行星传动具有啮合齿数多、误差平均效应显着、传动精度高、无柔性构件、扭转刚度高等突出的特点,近年来在精密传动领域受到了广泛关注。本文将着重研究二次包络摆线啮合副的数控精密加工问题,以期突破摆线轮和包络齿廓内齿轮精密加工的关键技术,为摆线包络行星精密传动的推广应用奠定重要基础。主要内容包括:①简要介绍了摆线二次包络行星传动的基本理论,并讨论分析了二次包络啮合副的特性。②在分析摆线啮合副加工现状的基础上,结合当前先进的数控加工关键技术,分别对摆线轮和二次包络摆线内齿轮齿廓曲线方程运用连续双圆弧伸缩步长插补法进行数学插补运算,得到了满足数控加工机床的NC代码。③在Windows操作环境下,以VC++6.0为开发工具,结合OpenGL基础图形库,利用获得的NC加工代码,对加工的刀位轨迹进行仿真以验证数控程序的正确性。④在齿廓节点数据生成以及刀位轨迹仿真的基础上,通过对摆线轮及二次包络内齿轮进行特征参数读取和加工工艺参数设置,实现了摆线轮及二次包络内齿轮可参数化数控自动编程系统的设计。⑤根据理论研究的结果,利用MK2945C连续轨迹坐标磨床对摆线轮进行了加工试验,并在ZC1066H叁坐标测量机上完成了对实验加工摆线轮测量。同时,采用线轮廓度评定和判别的方法,对测量所得的数据进行分析,获得了所测零件的周节误差和齿形误差,验证了该数控加工自动编程系统研究的正确性和可行性。
参考文献：
[1]. 外啮合摆线类齿轮泵啮合理论及设计制造研究[D]. 朱继华. 机械科学研究院. 2004
[2]. 内啮合摆线齿轮泵的理论研究与仿真[D]. 徐学忠. 东南大学. 2005
[3]. 新型摆线齿轮3K型减速器的设计研究[D]. 陈焕. 哈尔滨工业大学. 2012
[4]. 聚合物输送用齿轮泵特殊齿廓转子型线快速设计[J]. 朱继华, 靳继勇. 华北水利水电学院学报. 2007
[5]. 锥形摆线行星传动基础理论及实验研究[D]. 王淑妍. 重庆大学. 2008
[6]. 新型短幅外摆线齿轮减速器的设计研究[D]. 王宏伟. 哈尔滨工业大学. 2014
[7]. 摆线包络行星传动啮合理论研究[D]. 房婷婷. 重庆大学. 2007
[8]. 摆线包络行星精密传动啮合副数控加工编程技术研究[D]. 胡俊章. 重庆大学. 2009
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