基于渐开线少齿差行星齿轮运动特点,结合齿轮啮合原理运动学方法,推导渐开线齿廓方程。从保证重合度这一要求出发,根据齿廓重叠干涉、过渡曲线干涉等限制条件,分析主要影响建因素,建立变位系数优化的数学模型。借助于Matlab遗传算法进行辅助计算,求解变位系数等设计变量的最佳取值,绘制GUI界面,求解内、外齿轮的基本参数。针对齿轮副之间的磨损问题,主要分析滑动率受变位系数的影响及最大滑动率的极限位置。通过设计降低滑动率的方法,提高齿轮的使用寿命。

基于啮合原理求出两种基本线型(直线与圆弧)和与其相互啮合时的啮合线方程。由啮合线方程通过坐标变换求出与基本线型共轭的曲线的方程表达式。然后,推导了两组共轭曲线的滑动率公式。计算了不同参数条件下两对共轭曲线的滑动率,并绘制了变化曲线图,分析了滑动率的影响因素。该研究可为不同啮合曲线的失效分析、啮合曲线参数优化、切削刀具磨损分析等提供依据。

为验证一种新型车用无级变速器(BVT)的可行性,运用赫兹接触理论和摩擦传动的基本理论构建了函数式,并通过迭代求解方法,在模拟整车工况的情况下,对其传动和接触特性进行了分析。计算结果表明:BVT输入、输出接触区内纯滚动点的偏移量均随输入扭矩的增大而增大,而且无论输入扭矩多大,输入接触区纯滚动点的偏移量均大于输出接触区;牵引系数在BVT的所有工况下对滑动率的影响都是极其明显的,而且BVT的滑动率随着牵引系数的增加而减小。结果表明:该BVT具有传动系数恒定、接触应力较小、滑动率较低、接触摩擦效率较高等优点,其良好的接触摩擦效率可与现有的车用牵引式CVT媲美。从传动性能方面验证了BVT设计原理的可行性。

以2.5MW风力发电机组第一级行星轮系传动系统为对象,使用KISSsoft软件对齿轮设计参数进行优化研究,旨在提高产品可靠性和使用寿命。构建了以最小齿根弯曲疲劳强度安全系数、最小齿面接触疲劳强度安全系数和中心距为约束条件,以滑动率和闪温为目标函数的数学模型。对比优化前后的数据,发现行星轮系在整体体积微调的情况下,力学强度得到了改善,具有了更好的承载能力。滑动率及闪温曲线明显改善,提高了齿轮副啮合时的抗点蚀及抗胶合性能。

根据变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的加工原理与推导得到的齿面方程,确定方程各相关参数的取值范围,基于得到的齿面方程,依据微分几何,得到变双曲圆弧齿线圆柱齿轮凹、凸面主曲率的计算方法;基于空间啮合原理,计算齿轮副在某一输入角速度下两齿面啮合点处的相对运动速度;根据已得到的齿面曲率、相对运动速度计算方法,推导变双曲圆弧齿线圆柱齿轮副滑动率的计算公式。最后,以某一确定设计参数的变双曲圆弧齿线圆柱齿轮副作为算例,计算其主曲率、诱导法曲率和滑动率,分析其变化趋势;并计算不同设计参数下的滑动率,分析设计参数对其影响,以此作为分析该齿轮副设计及优化的参考。结果表明：对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮来说,模数越大,齿数比越小,齿线半径越大,则滑动率的变化范围越小,齿轮副在运转过程中的磨损更均匀;就磨损而言,大模数、小齿