为减少摆线转子泵运转过程中出现的齿面磨损,使之适用于更恶劣的工况,提出一种新型复合摆线转子泵的设计方案。该新型转子泵的内转子齿顶齿廓和齿侧齿廓由两段圆弧复合而成,外转子的齿顶齿廓和齿侧齿廓由两段摆线复合而成。齿侧齿廓起到驱动作用,齿顶齿廓仅有密封作用。通过对比新型复合摆线转子泵和普通摆线转子泵的齿面滑动率和压力角发现,新型复合摆线转子泵的齿面滑动率变化更平缓、齿面滑动率绝对值更小、压力角范围更合理,可有效减少齿面磨损。对新型复合摆线转子泵的齿廓进行修形处理,还可进一步减小齿面磨损和运动阻力。

研究了ZA型蜗轮的建模与修形技术,为蜗轮五轴数控加工编程提供精确的三维模型。建立车刀、蜗杆、蜗轮的坐标系,在此基础上得出车刀坐标系到蜗杆坐标系、蜗杆坐标系到蜗轮坐标系的转换公式;推导得出车刀刃口方程,根据车刀坐标系到蜗杆坐标系转换公式可得出蜗杆齿面方程;根据齿轮啮合原理,推导得出蜗杆蜗轮啮合方程;将蜗杆齿面方程、蜗杆蜗轮啮合方程、蜗杆坐标系到蜗轮坐标系的转换公式联立即为蜗轮齿面方程;根据蜗轮副啮合区的要求,对蜗轮齿面方程计算出来的齿面点集进行法向向内偏移,使得蜗轮齿面修鼓。最终的啮合区图表明修形蜗轮与标准蜗杆的啮合性能符合使用要求。

齿轮箱作为高速列车驱动系统的关键零部件,是能量转换与传递的核心单元,其传动性能直接关乎列车运行的安全性与可靠性。为研究适合于高速动车组齿轮箱的齿轮修形方法,改善高速动车组齿轮驱动系统的传动性能。采用依托动力学Romax Wind软件进行仿真,结果表明齿廓修形配合齿向修形的方式基本适用于高速动车组齿轮修形,修形后齿轮的传动误差值减少了69.8%,并且齿轮承载能力也大大提高。这里研究的修形方法能为高速动车组齿轮箱的齿轮修形提供参考依据。

齿轮齿条机构在飞机低速滑行和处于牵引状态时可以实现前轮的动力转弯和牵引转弯。为了减小齿条的行程和质量,基于啮合原理和轮齿啮合几何关系进行了齿条末端齿的修形设计。通过修形,在牵引转弯角度大于动力转弯角度时,齿轮齿条机构可脱开啮合,且脱开前连续传动过程中的重合度不小于1.2,在重新进入啮合时不产生干涉。轮齿修形后运用MSC.ADAMS/View对修形计算结果进行了仿真,并进行了实物加工与试验,结果验证了修形设计的正确性。

目的分析轮齿的齿廓随机修形参数的振动传递误差可靠度及可靠性敏感度,验证设计修形参数的正确性,减小啮入、啮出冲击,消除应力集中现象,提高齿轮的传动精度、承载能力和使用寿命.方法推导了含有修行量参数的啮合齿轮传递误差的计算公式,并在依靠有限元模型模拟一对修形齿轮的啮合过程的基础之上,将响应面法和Monte-Carlo方法结合起来研究了在随机修形参数下的振动传递误差可靠度及可靠性敏感度.结果主动轮修形角度的敏感度值为0.283,是对可靠度影响最大的参数,从动轮修形量的敏感度值为-0.151,对可靠性影响最小.通过改变敏感度较大的参数和减小各随机变量的离散范围,可以有效提高齿轮振动传递误差的可靠性.结论该方法可有效地简化复杂系统的可靠性及其敏感度的分析工作,为修形参数的优化设计奠定了基础.

为了降低人字齿轮传动的振动噪声,对其动态特性进行研究.在综合考虑轮齿刚度激励、误差激励和啮合冲击激励的基础上,应用集中参数法建立人字齿轮弯-扭-轴耦合的动力学模型.根据牛顿力学定律,推导出相应的运动微分方程.讨论了各种激励和轮齿修形对人字齿轮动态特性的影响.以一对人字齿轮为例进行动态试验,结果表明,修形前后齿轮箱的结构振动与理论分析结果相符合,验证了理论分析的正确性.

针对摆线液压马达优化修形的问题,提出一种以总效率为目标函数的基于粒子群算法(PSO)的优化修形方法。以某型号摆线液压马达为优化对象,建立了摆线针轮行星机构的容积效率、机械效率及总效率的数学模型,并以总效率为目标函数,对其使用PSO进行优化搜索最优修形值。结果表明,该方法可以使效率达到98.55%,比传统优化方法提高4%。

摆线轮是RV减速器中的关键零部件,其设计制造水平对RV减速器的传动性能影响巨大。现阶段,摆线轮制造能力难以适应RV减速器大批量生产的需要。为了提高摆线轮的加工效率,提出采用插齿加工方法加工摆线轮。依据插齿加工运动,建立切削刃设计计算坐标系。基于修形后的摆线轮齿形方程,推导插齿刀理论刃形方程。以某型号RV减速器中的摆线轮参数为例,进行插齿刀理论刃形设计。计算结果表明,设计的插齿刀刃形能与摆线轮齿形时刻处于"点接触"状态,证明提出的插齿刀刃形设计方法是可行的。进而提出了插齿刀前、后刀面的设计方法。最后通过切削仿真证明提出的摆线轮插齿刀刃形设计方法是正确的。

齿轮静动态啮合特性研究对提高齿轮承载能力和动力学性能具有很高的理论价值。主要通过试验和有限元对比的方法研究齿廓修形量的变化对齿根弯曲应力的影响。试验中采用机械功率封闭的标准FZG齿轮传动试验台,并通过导电滑环的使用实现了齿轮传动过程中齿根弯曲应力的动态测量。通过试验和有限元分析得到的主要结论有：齿廓修形可以明显地降低齿轮传动过程中齿轮副的齿根弯曲应力;齿轮副的转速越高,齿廓修形对齿轮副齿根弯曲应力的改善情况越明显。

应用热变形理论分析了直齿轮热变形产生的齿形误差,综合考虑热变形及轮齿修形产生的齿形误差,考察了轮齿动态啮合刚度特性。建立了考虑动态啮合刚度、间隙及齿形误差等非线性因素的齿轮副动力学模型,比较不同的修形量、修形曲线在各种工况下对于直齿轮传动噪声及振动的影响,并分析了修形对于热变形导致的线外啮合冲击的改善情况,通过建模分析结果发现,正确的修形能大幅降低齿轮啮合过程中的振动及噪声。