基于变传动比函数的非圆齿轮建模

根据给定的变传动比函数,推导非圆齿轮节曲线方程,由共轭齿条加工原理,通过非圆齿轮的节曲线方程直接确定其齿廓方程。利用MATLAB对节曲线进行校验、修正,并绘制出非圆齿轮齿廓二维图,建立.IBL文件保留齿廓坐标数据。将获得的.IBL文件导入Pro/E建模得到非圆齿轮的三维模型,提高了设计效率及质量。     

工作静轨迹反求旋转式分插机构齿轮节曲线

为了得到更为理想的旋转式分插机构工作轨迹,做了以下研究:首先,分析旋转式分插机构的工作原理和结构特点;然后,根据秧针工作静轨迹计算相关参数,并设计非圆齿轮节曲线;同时,基于MATLAB开发了由工作静轨迹反求旋转式分插机构非圆齿轮节曲线的辅助分析与计算软件,仿真出由该非圆齿轮节曲线和相关参数得到的新的秧针工作静轨迹。通过2条秧针工作静轨迹对比,验证了该设计方法得到的非圆齿轮节曲线能够较好地满足分插机构工作静轨迹要求,从而为分插机构结构设计提供参考。     

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.     

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。…     

基于节曲线凸性判别的行星轮系移栽机构解析

为了建立非圆齿轮凸性与理想移栽轨迹之间的直接联系,使行星轮系移栽机构更好地满足作业要求,提出一种基于非圆齿轮节曲线凸性指标的不等速行星轮系机构参数求解方法。根据给定的运动轨迹,建立全局坐标系;将轮系简化为二杆二自由度开链机构（2R机构）,建立基于移栽轨迹的机构运动求解模型,提出非圆齿轮节曲线凸性判定指标,确立轮系中心位置变化范围即解析区域。根据运动学原理,由二杆二自由度开链机构复演理想移栽轨迹,求解轮系传动比,建立不等速传动比计算与分配模型,得到杆长、杆长比、轮系传动比、非圆齿轮节曲线凸性值等移栽机构参数,建立可以形成给定移栽轨迹的移栽机构参数信息图。避免了调试非圆齿轮节曲线的盲目性、优化机构尺寸和结构设计中双臂干涉等问题,为设计可形成特定轨迹的轮系机构提供参考。对几种常见移栽轨迹进行计算分析,以“鹰嘴形”水稻钵苗移栽轨迹为例进行非圆齿轮行星轮系钵苗移栽机构的设计仿真与样机试验,仿真轨迹、试验轨迹与给定理想轨迹基本一致,验证了计算模型的正确性与设计机构的可行性。     

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。     

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.     

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。     

椭圆齿轮参数化建模及有限元模态分析

针对非圆齿轮设计过程中设计复杂、计算量大、设计周期长等难题,研究椭圆齿轮传动的传动原理和设计方法,对椭圆齿轮进行参数化系统设计和有限元模态分析。以Solid Works为开发平台,在VB 6.0环境下开发了椭圆齿轮三维模型设计系统,该系统包括参数计算模块、三维建模、运动仿真模块等。通过用样条曲线连接各节点形成渐开线的方法,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。并采用有限元分析软件对设计出的椭圆齿轮进行有限元模态分析,对其固有振动特性进行了分析研究。     

自由节曲线非圆齿轮驱动差速泵设计与性能试验

为进一步改善差速泵性能,提出一种自由节曲线非圆齿轮驱动的四叶片差速泵,建立自由节曲线非圆齿轮驱动差速泵性能计算模型,编写差速泵性能计算软件,分析不同控制点下的差速泵排量、流量和脉动率等性能指标。结果表明,相比最优傅里叶节曲线,自由节曲线具有更好的局部优化能力,可有效提升非圆齿轮不根切最大模数和差速泵排量,降低差速泵脉动率,更有利于提高差速泵综合性能。试验表明,在相同泵尺寸及管路环境下,相比最优傅里叶非圆齿轮驱动的四叶片差速泵,自由节曲线非圆齿轮驱动的差速泵排量增加6.6%,不根切最大模数增加18.7%,有效提升了非圆齿轮承载能力,差速泵单泵脉动率降低8.3%,说明自由节曲线非圆齿轮更有利于提升差速泵性能。     

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。     

偏心—椭圆齿轮行星轮系栽植装置动力学优化与试验

为获得偏心-椭圆齿轮行星轮系栽植装置最优的机构参数,在建立其动力学分析模型的基础上,以一个作业循环中支座垂直方向所受作用力的峰值力和波动最小为目标建立其动力学优化模型。为验证所建立的动力学分析模型的可靠性,以该装置满足理想栽植要求的非劣解集为约束条件,运用所建立的动力学优化模型优化得到该装置最优的机构参数,进而基于最优机构参数搭建试验台进行动力学特性测试,测得了该栽植装置在工作转速为40 r/min时一个工作循环中支座垂直方向受力与行星架转角的关系,通过试验结果和理论结果的对比分析,表明其动力学分析模型是可靠的,可为其动力学优化提供可靠数学模型。     

水稻插秧机异形非圆锥齿轮宽窄行分插机构研究

针对现有旋转式高速宽窄行分插机构取秧过程总传动比无法进一步增大而限制了对秧针直取秧姿态作出进一步改善的问题,提出一种基于球面节曲线的异形非圆锥齿轮传动机构,与交错齿轮组合成空间行星轮机构并应用于高速宽窄行分插机构中。以首尾连接两段光滑的非均匀B样条曲线建立封闭的异形非圆锥齿轮节曲线理论模型,调节节曲线过渡段齿形高度以实现齿轮连续传动。建立了分插机构理论模型,分析了异形非圆锥齿轮对插秧轨迹形状与姿态的影响。基于优化后的结构参数建立了分插机构三维模型和加工实物模型,分别对机构仿真轨迹和速度以及高速摄影获取的试验插秧轨迹和速度进行对比分析,同时,完成了基于旋转土槽的实际栽插试验,验证了分插机构建模的正确性以及机构的可行性。最后,通过与斜齿交错-非圆锥齿轮行星系宽窄行分插机构的插秧轨迹速度进行对比,得出该机构在取秧过程具有更优的直取秧动作。     

高阶椭圆锥齿轮泵的流量特性

针对齿轮泵的变量功能及非圆锥齿轮的应用,提出了一种新型相交轴变量齿轮泵——高阶椭圆锥齿轮泵.该齿轮泵是以高阶椭圆锥齿轮为工作转子的非圆锥齿轮泵.根据齿轮的空间啮合原理,给出了其工作转子高阶椭圆锥齿轮副的齿形生成方法.基于该种齿轮特殊的运动学特性,分析了高阶椭圆锥齿轮泵的传动特性,并对其工作结构进行了设计.依据球面微分理论,推导出了高阶椭圆锥齿轮泵的平均理论流量公式、瞬时流量公式以及流量脉动公式,同时分析了高阶椭圆锥齿轮的偏心率、阶数等参数对其流量特性的影响.在同等参数模型及工况条件下,将对高阶椭圆锥齿轮泵的平均理论流量、瞬时流量及其变量范围与圆柱齿轮泵和非圆柱齿轮泵的流量特性进行了对比分析,获得了该锥齿轮泵在同等条件下排量最大、变量范围最大的特点.     

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%。     

准双曲面齿轮几何结构参数设计研究

介绍了一种准双曲面齿轮几何结构参数设计方法,即在不考虑顶隙的情况下,小齿轮的顶锥与大齿轮的根锥相切,小齿轮的根锥与大齿轮的顶锥相切,应用准双曲面齿轮副的节锥几何关系来确定小齿轮的顶锥角、根锥角、顶锥顶点和根锥顶点到齿轮副轴线交错点的距离等几何结构参数,并推导和提供了相应的几何结构参数设计计算公式,最后,给出了一个计算实例说明这种方法。