以标准的圆柱齿轮和被测非圆公在设计的双啮仪上啮合距的变动量和用光栅测出实际中心距的变动量和理论中心距变动量进行比较，用微机处理比较得出的数据，绘出误差曲线，直观地反映非圆齿轮的径向综合误差和一齿径向综合误差。

依据非圆齿轮的制造过程提出了一种利用包络图形绘制以及图像平滑技术实现液压马达三维参数化建模的方法。以4-6型液压马达为例,在UG NX软件平台中生成了太阳轮、内齿圈三维模型。将太阳轮、内齿圈、行星轮装配后形成非圆齿轮行星轮系,在动态仿真过程中非圆齿轮行星轮系运行平稳,轮齿之间无干涉,太阳轮、内齿圈与行星轮之间的密闭腔容积周期变化,与液压马达实际工况相符。结果表明,基于虚拟制造过程的设计方法得到的非圆齿轮行星轮系的精确模型是可行的,可快速实现系列化、变异化设计,为液压马达的设计工作带来极大的便利。

提出一种基于目标传动比函数进行非圆齿轮数字化设计的方法。利用微分几何方法推算主动轮与从动轮节曲线上的离散点集,通过三次样条插值拟合得到节曲线的轮廓;根据范成加工原理获取刀具的包络图,提取齿廓曲线后赋予一定的齿宽得到非圆齿轮的三维模型;将主动轮与从动轮模型装配后进行运动仿真;在传动过程中进行动态干涉检查,并比较从动轮角速度响应曲线的理论值与仿真值,验证模型的正确性。结果表明:利用所提方法进行非圆齿轮的设计是可行的,能够促进后续分析、制造等工作的开展。

针对非圆齿轮节曲线设计中出现的不连续点和尖点问题,依据非圆齿轮节曲线的封闭性条件及其传动比函数,建立了非圆齿轮副节曲线设计缺陷的修正模型,通过引入修正因子,有效避免了节曲线产生不连续点的现象。基于非圆齿轮节曲线上的点与其密切圆之间的几何关系,分别建立了节曲线凸尖点与凹尖点的修正模型。将密切圆上的点作为插值点,密切圆与节曲线的切点为样条插值的边界条件,通过数值插值方法实现了对节曲线尖点的修正。研究结果表明,该算法能快速修正高阶阿基米德螺线齿轮副节曲线的设计缺陷,且算法是有效的。

提出了一种可实现等速往复运动规律的组合机构,该机构由一对非圆齿轮传动机构与一个正弦机构串联组合而成;当主动齿轮均速转动时,可严格实现正弦机构从动件等速往复运动。讨论了根据从动件等速往复运动规律确定非圆齿轮节曲线的运动学设计反求方法,并给出了多个非圆齿轮节曲线的设计方案,证明了该组合机构实现等速运动规律的有效性。该组合机构可广泛应用于需要准确实现等速运动规律且传递较大功率的机器主传动系统,如机械传动式拉压疲劳试验机、机械传动式减震器试验机等。

为了提高非圆齿轮的测量精度,提出了一种非圆齿轮齿面的三维测量方法。根据非圆齿轮啮合原理,建立非圆齿轮的齿面模型,完成了非圆齿轮的三维实体建模。为了比较真实地反映齿面的几何形状信息,提出了一种利用截交线对齿面进行等弧长采样的方法,对非圆齿轮齿面进行网格化划分。以椭圆齿轮为例,通过Einscan-SP扫描仪得到非圆齿轮的三维实体模型,利用Geomagic Qualify软件进行体模型与理论模型的对齐,并对对齐的齿面进行网格化划分得到非圆齿轮齿面的三维误差值。此方法消除了二维定位误差对测量精度的影响,提高了非圆齿轮的测量精度。

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。

在变速输纸机构和纺织机械中,要求主动齿轮转动1周时,从动齿轮能够输出多种运动形式。将从动齿轮转动过程中含有周期性的等速和变速运动的齿轮定义为等-变速齿轮,研究了其主动设计方法。根据曲线的光滑特性和节曲线封闭条件,推导了等-变速齿轮的节曲线方程;通过具体实例,建立了I型和II型等-变速齿轮的节曲线,利用Croe软件,给出了其装配模型;利用Adams软件,进行了运动仿真,仿真结果与预先给定的曲线形状基本一致。研究结果表明,通过改变从动齿轮的角速度和角加速度曲线,可以对等-变速齿轮的节曲线进行直接、有效的控制。

介绍了非圆齿轮节曲线与轮齿分布的特点,基于CAXA和Pro/E特有的绘图功能对其三维建模。并以椭圆齿轮为例具体阐述三维特征创建的过程,为进一步进行有限元分析、运动仿真、计算机模拟刀具轨迹的生成和数控加工奠定了基础。

本文根据非圆行星齿轮液压马达的结构与工作原理,对非圆行星齿轮液压马达的多个重要参数的设计方法进行了详细的理论推导,并用一个实例验证了这些方法的正确性和可行性.