圆柱齿轮多齿啮合齿轮参数优化是多工位传动链设计的关键。通过对齿轮啮合区域瞬时重合度分析,推导出主动轮旋转一个周期瞬时重合度的变化频率与主动轮齿数和重合度之间的数学关系;得出满足1个主动轮圆周均布n个相同均载从动轮啮合力相等的基本条件。以高重度和等弯曲强度作为目标函数,接触强度、胶合强度、弯曲强度等作为约束条件,理想点法作为高重合深度优化理论,通过MATLAB遗传算法直接搜索得出多目标函数最优解,确定齿轮基本参数;通过Adams仿真验证确定优化后的齿轮在相同边界条件下,啮合力幅值更小,啮合力变化更平稳。

星轮传动减速器核心传动单元为少齿差多齿啮合轮系,涉及齿轮多齿弹性接触啮合、轴孔接触、曲轴旋转等传动关系,齿轮运动存在定轴转动和复合转动(自转与平动),力学、运动学关系较为复杂,在强度、形变等计算上无相关理论。为了获取齿轮接触强度和弯曲强度,基于力学理论与计算力学仿真方法,在满足工程计算精度要求前提下,探索了多齿啮合轮系复杂力学行为下的有限元物理模型的简化方法,以及曲轴和轴承的简化、轮齿网格划分、接触收敛等仿真问题的处理方法,并以实例展示了仿真过程。结果表明,星轮传动案例存在多齿接触弹性啮合现象,且接触齿对数符合预期,仿真求得轮齿的齿面接触应力和齿根弯曲应力均满足设计要求,表明了仿真方法的正确性。其仿真技术对星轮传动的强度计算、改进设计具有重要的指导意义。

针对活齿传动共轭啮合导致传动误差影响因素复杂的情况,以二齿差摆杆活齿传动机构为研究对象,采用速度瞬心法,推导各啮合副瞬时传动比,运用作用线增量法分别得到摆杆活齿与激波器和中心轮的传动误差,结合多齿啮合传动特性,最终构建二齿差摆杆活齿传动误差模型。通过统计分析和实例计算,结果表明,中心轮误差对传动误差的影响最大,摆杆活齿误差的影响次之,激波器误差的影响最小,该研究方法能直观地获得活齿传动机构传动误差的分布情况,提出的精度设计方案能够满足装备传动技术需求。

超环面机电传动是一种有机结合电磁驱动和减速机构的空间机电传动,在机器人和航空航天等要求结构紧凑的领域具有很好的应用前景。在对该机电传动结构特点及驱动机理进行分析的基础上,对单个行星齿输出转矩进行了解析计算。通过对内外定子与行星轮的电磁啮合关系进行分析,讨论了行星轮齿数和蜗杆包角等结构参数对输出转矩的影响,推导出多齿参与啮合的输出转矩解析关系,对输出转矩的波动性做了分析计算。