混合高阶傅里叶非圆齿轮驱动的差速泵多目标参数优化

混合高阶傅里叶非圆齿轮驱动的差速泵,排量、脉动率和齿轮不根切最大模数等性能指标影响因素复杂,为了方便快捷地获得最佳参数,建立混合高阶非圆齿轮阶数与差速泵叶片参数的基本关系和混合高阶傅里叶非圆齿轮传动数学模型;建立了排量、脉动率和不根切最大模数的子目标函数,使用功效系数法建立差速泵性能的多目标评价函数,采用遗传算法求解多目标函数,得到相同泵腔尺寸下具有最大排量和最小脉动率的满足不根切最大模数大于1.5的混合高阶傅里叶非圆齿轮阶数比和节曲线参数非劣解,优化后的差速泵最小脉动率为22.04%,排量为3 870.44 m L,相比已有文献,脉动率降低11.3%,排量增加3%。     

变性高阶比傅里叶非圆齿轮驱动差速泵设计与试验

为进一步提高差速泵性能,提出了一种变性高阶比傅里叶非圆齿轮驱动的六叶片差速泵。建立了变性高阶比傅里叶非圆齿轮传动模型和六叶片差速泵性能指标计算模型,编写差速泵性能分析软件。计算和分析不同阶数比和不同变性系数下的差速泵排量、流量和脉动率等性能,计算结果表明,高阶数比非圆齿轮副有利于提高六叶片差速泵综合性能,变性系数改变有利于降低单泵脉动率。经试验台测试,在相同泵尺寸及管路环境下,变性高阶比差速泵第一叶轮输入轴微应变均值下降35. 2%,降低了差速泵流量脉动。而非圆齿轮的不根切最大模数增加27. 7%,增强了承载能力。排量变化不大,降低了1. 2%。该设计更有利于低脉动、大载荷工况。     

傅里叶非圆齿轮驱动四叶片差速泵设计与特性分析

提出了一种傅里叶非圆齿轮驱动的四叶片差速泵,并在叶片上安装与转动方向相同的单向阀。建立了傅里叶非圆齿轮传动模型和差速泵瞬时流量模型,采用Matlab编写了分析设计软件。利用该软件分析了相同泵结构参数下的3组典型节曲线参数对节曲线形状、差速泵瞬时流量、排量、单双泵和单向阀对脉动率的影响,并与偏心圆-非圆齿轮驱动的四叶片差速泵比较,得到双泵并联的傅里叶非圆齿轮驱动的差速泵相比偏心圆-非圆齿轮驱动的差速泵在排量相当的情况下能使脉动率降低10.3%,在叶片上安装与转动方向相同的单向阀有效地解决了困液问题。     

基于MATLAB的非圆齿轮副齿廓算法研究

根据展成法加工齿轮的原理和变位思路设计非圆齿轮齿廓.阐述了精确计算一对外凸节曲线非圆齿轮副齿廓数据的数值算法,并提出依据主动轮节曲线自动优化非圆齿轮副中心距和计算从动轮节曲线的方法.主从动非圆齿轮齿廓的啮合曲线部分分别由同一齿条刀具不同侧包络而成,确保啮合时无间隙.通过齿条刀具沿两齿轮旋转中心连线偏离节曲线改变变位量,消除根切,实现非零变位.采用该方法设计加工出的非圆齿轮已应用于实际样机中,确保该方法的可行性.     

差速泵叶轮边缘结构对转矩特性的影响

傅里叶非圆齿轮驱动的差速泵在负载工况下有明显的周期性冲击现象,而在空载状态不存在。为提升差速泵运行平稳性,开展数值计算和试验研究,首先建立差速泵数值计算模型,利用数值计算方法对差速泵流场和驱动非圆齿轮进行流固耦合计算。计算结果表明,差速泵在吸、排液工况交替瞬间,叶轮存在转矩突变现象,主要原因是叶轮旋转对进、出口关闭或打开瞬间形成了水锤效应。为此,对差速泵叶轮边缘进行微圆角优化处理以形成流场过渡区。仿真结果显示,叶轮优化后的输入轴周期性转矩突变峰值至少可降低21. 58%,且吸、排液腔压力分布更为均匀。经试验验证,转矩变化趋势及转矩突变点基本吻合,2个叶轮优化后转矩最大变化幅度平均降低51. 20%。结果表明,差速泵叶轮边缘对转矩特性影响较大,叶轮边缘优化对减弱水锤效应及改善叶轮转矩特性非常有效。     

非圆齿轮的成形砂轮展成磨削原理

提出了用成形砂轮展成磨削法磨削非圆齿轮的方法,并给出了利用该原理进行数控加工数据计算的方法。把成形砂轮看作插齿刀的一个刀齿,就可以利用非圆齿轮插齿加工过程中齿廓成形原理,推导出非圆齿轮齿廓的成形砂轮展成磨削方法,同时讨论了按这一原理磨齿时需要的运动及数控机床结构。这种磨削原理不仅可以应用于节曲线外凸的非圆齿轮,而且可以应用于磨削带内凹节曲线的外非圆齿轮及内非圆齿轮。解决了非圆齿轮硬齿面无法精加工的难题,使非圆齿轮应用于精度要求高的场合成为可能。     

基于插齿数值计算模型的非圆齿轮根切分析

提出了一种判断非圆齿轮任意齿廓是否发生根切的精确方法。该方法首先从非圆齿轮齿廓数值计算模型出发,计算出齿廓在节曲线法向等距线上的一系列点和形成这些点的对应插齿刀齿廓上的点,然后利用齿廓啮合基本定律对非圆齿轮齿廓根切进行理论分析,最后将插齿数字模型和根切产生的原理综合起来,得出判断各个齿是否发生根切的精确方法,并首次对齿廓的根切程度提出了量化计算方法。根据这些方法可以在设计阶段对非圆齿轮根切缺陷进行校验和评价。     

旋转式分插机构非圆齿轮参数反求法求解

通过测量旋转式分插机构中非圆齿轮的齿顶圆数据,利用反求设计法求解了机构中的非圆齿轮节曲线和齿轮系中心距.并通过人机交互图形软件对旋转式分插机构的秧爪运动轨迹进行了动态仿真,验证了设计的非圆齿轮行星轮系旋转式分插机构满足农艺要求,同时进行了机构参数的优化设计.     

非圆齿轮插齿加工中的切入顶切干涉分析

引言在渐开线圆柱齿轮插齿加工过程中 ,插齿刀切入进刀时 ,时常出现刀具齿顶将齿轮齿顶角切去而发生切入顶切干涉现象。这种现象对于渐开线圆柱齿轮一般都发生在内齿轮的加工过程中 ,对其已进行较为深入的研究 ,得出了不产生切入顶切干涉的相应条件。以前非圆齿轮副传动技术因其节曲线的设计计算复杂及加工制造困难 (尤其是非圆内齿轮 ) ,一直没有得到广泛的研究与应用。但近年来 ,随着计算机与数控加工技术的发展 ,有关非圆齿轮副的节曲线设计计算与加工制造的难题变得容易了 ,又将研究的热点转向了非圆齿轮副 ,并很快取得了一些应用成果。…     

非圆齿轮行星轮系传动的栽植机构参数优化与试验

为了进一步优化栽植嘴的轨迹、姿态及其挖出的穴口形状,提高钵苗移栽的立苗率,提出了基于两级非圆齿轮行星轮系传动的栽植机构组合设计思路,运用变性椭圆-共轭非圆齿轮、变性偏心圆-共轭非圆齿轮、变性巴斯噶蜗线非圆齿轮、变性傅里叶非圆齿轮和变性正弦非圆齿轮5类非圆齿轮副,组合设计了25种不同的栽植机构。建立了基于非圆齿轮行星轮系传动的栽植机构通用数学模型,并将通用数学模型代入旋转式钵苗栽植机构多目标优化模型,根据给定的栽植农艺条件,优化得到了满足理想栽植要求的栽植机构类型及其对应的机构参数。选取其中的偏心-椭圆齿轮行星轮系栽植机构与变性椭圆齿轮行星轮系栽植机构进行对比分析,结果表明运用多种非圆齿轮副进行组合设计的栽植机构具有优越性。根据优化得到的栽植机构类型及其对应的参数进行结构设计和样机研制,并进行了运动学高速摄像试验和模拟田间栽植试验。由高速摄像试验得到的轨迹、姿态、速度等指标和理论计算的对比分析,验证了通用数学模型的正确性;由模拟田间栽植试验可得本栽植机构立苗率较高,约为95%。     

蔬菜移栽机斜齿轮-非圆齿轮行星轮系取苗机构研究

针对完全非圆齿轮行星轮系取苗机构存在推苗角不够大,而不完全非圆齿轮轮系取苗机构存在冲击的问题,本文设计了一种满足蔬菜移栽取苗要求的具有较大推苗角的非圆完全齿轮行星轮系取苗机构。基于傅里叶函数设计了一种二次不等幅传动比曲线,开发取苗机构设计分析软件,分析傅里叶系数对取苗轨迹的影响规律,研究傅里叶系数对传动比曲线及从动轮和秧针速度特性的影响,揭示傅里叶系数对取苗机构运动学参数的影响规律,推导了不同傅里叶系数时取苗机构取苗角和推苗角的变化规律。制造和装配取苗机构,基于虚拟样机、高速摄像技术对取苗机构进行了旋转试验,通过对比取苗轨迹的理论、仿真和试验值一致性验证了取苗机构设计的可行性。对取苗机构进行了台架取苗试验,得出转速40、50、60r/min时取苗机构的取苗成功率分别为94%、90%和88%,通过取苗试验进一步验证了取苗机构设计的可行性。     

外啮合齿轮泵流量特性影响因素分析

为研究外啮合齿轮泵重要参数对流量脉动系数的影响,通过理论推导获得流量脉动系数计算公式,分析齿数、压力角对流量脉动系数的影响;采用边界型函数和动网格技术,并结合k-ε湍流模型对不同参数条件下的齿轮泵进行非定常模拟,分析负载压力、径向间隙对流量脉动系数的影响.结果表明,增大齿数和压力角均会减小齿轮泵流量脉动系数,有利于提高齿轮泵的流量特性.另外,增大齿数与增大压力角对提高齿轮泵的流量特性效果较为接近;齿轮泵的流量脉动系数也会随着负载压力及齿轮径向间隙的增大而减小,在设计中适当增大负载压力及齿轮径向间隙,可以改善出口流量特征的质量;过大的负载压力和齿轮轴向间隙会导致齿轮泵容积效率下降,在设计过程中应当引起足够重视.     

三周节变传动比限滑差速器设计与试验

提出了一种三周节变传动比限滑差速器。分析了，工作原理，提出了齿轮采用非渐开线齿形并沿齿面节线分段设计的方法，对分别装有三周节变传动比差速器的车辆与装有普通差速器的车辆进行了性能对比试验。试验数据表明，三周节变传动比限滑差速器具有增大车辆牵引力和缩短制动距离的作用。     

低速大扭矩Ⅰ型复合齿轮转子马达的机理研究

介绍了齿轮转子马达的结构原理和工作原理 ,对复合齿轮转子马达进行了分类 ,阐明了 型低速大扭矩型复合齿轮转子马达的工作原理 ,对该种马达的排量公式及瞬时扭矩公式进行了数学推导 ,分析了该马达的输出扭矩脉动率 ,并对马达的径向力进行定性分析。结果表明该马达具有输出扭矩大、低速启动性能好、力学性能好、运行平稳、噪声低等特点 ,其性能明显优于其他种类的低速大扭矩马达 ,除用于普通液压系统外 ,在一定条件下还可用于纯水液压系统 ,本文为 型复合齿轮转子马达的进一步开发设计提供了理论依据。     

低速大扭矩I型复合齿轮转子马达的机理研究

介绍了齿轮转子马达的结构原理和工作原理。对复合齿轮转子马达进行了分类，阐明了Ⅰ型低速大扭矩型复合齿轮转子马达的工作原理。对该种马达的排量公式及瞬时扭矩公式进行了数学推导，分析了该马达的输出扭矩脉动率。并对马达的径向力进行定性分析。结果表明该马达具有输出扭矩大、低速启动性能好、力学性能好、运行平稳、噪声低等特点，其性能明显优于其他种类的低速大扭矩马达，除用于普通液压系统外，在一定条件下还可用于纯水液压系统，本文为I型复合齿轮转子马达的进一步开发设计提供了理论依据。     

外啮合斜齿轮高压泵的CFD数值模拟

为研究流量脉动系数对外啮合斜齿轮高压泵内部流场的影响,通过理论推导流量脉动系数的计算公式,分析螺旋角对流量脉动系数的影响,并结合计算流体力学(CFD),对外啮合斜齿轮高压泵的流场进行数值模拟,得到高压泵在不同转速、不同径向间隙下的压力脉动和流量特性.结果表明:增大螺旋角会减小流量脉动系数,有利于改善出口流量的品质,降低齿轮泵泄漏;另外,转速和径向间隙在一定范围内增大时,脉动系数逐渐减小,泄漏涡强度也会减小.当转速和径向间隙继续增大时,脉动系数趋于平稳波动;转速增大时,啮合区域的压力变化较大,但是靠近泵腔壁处的齿轮压强变化较小;径向间隙增大时,泄漏流动和泄漏涡强度会降低,在设计中适当增大转速和径向间隙可以改善出口流量品质.研究高压泵内部流场的运动规律和流量脉动特性对于外啮合斜齿高压泵的设计和优化具有一定的参考价值.