为满足外啮合齿轮泵根切齿轮副的设计需要,基于滚齿加工原理,由创建根切半径的计算公式起,推导出一套完整的根切重合度计算公式,据此分析了基本参数对该根切重合度的影响,所得结果由根切齿轮副的三维虚拟模型加以验证。结果表明,根切会使主动齿轮的齿顶点可能进入不了啮合,目前常用齿顶重合度代替根切重合度的计算方法不可靠;除模数外的其它齿形基本参数对根切重合度均有影响,其中变位系数的影响最大;采用齿条刀具的最佳齿顶圆角半径,可以保证根切重合度等于齿顶重合度;当实际的根切重合度过大时,通过降低齿条刀具齿顶圆角半径,可以改善齿轮副的传动质量等。所得根切重合度公式也能为其他常规的根切齿轮副设计,提供一种新的方法。

为便于航空齿轮泵NX/CAD系统的用户使用,基于NX软件的NX/Open C/C++API、NX/Open UIStyler、NX/Open Menu Script与Visual Studio 2013的二次集成开发工具,制作出专属于航空齿轮泵NX/CAD的系统界面,该界面包括菜单、工具条和对话框。

为正确计算出少齿数渐开线齿轮由滚齿加工所引起的根切半径。首先,实例分析了现有计算方法的适用范围;其次,针对少齿数渐开线齿轮的滚齿加工特点,基于放宽齿廓在根切点上的相切连续条件,提出由刃心转置角度所决定的改进计算方法;最后,给出了该种齿轮的全参数化齿廓方程。结果表明,现有计算方法仅适用于弧刃半径系数上限(由齿刀几何结构所决定)大于其下限(由成功的滚齿加工所决定)的情况;少齿数齿轮的弧刃半径系数上限却小于其下限,现有的计算方法不适用;刃心转置角度却大于20°的直刃压力角;通过弧刃半径系数的标准化优选,可以实现少齿数齿轮的无根切滚齿加工;所给出的根切齿轮模型,正确可靠,参数化性能好。为少齿数渐开线齿轮的后续其他计算,提供正确的理论基础。

研究了解决齿轮泵高速化下困油压力缓解的优化设计。以模数、齿数和变位系数为优化变量,通过对最大困油流量和最大卸荷面积的分析,建立困油缓解的两大目标函数;结合泵现有针对流量脉动率和单位排量体积与径向力方面的要求,采用SUMT技术构建优化模型;就优化前后的不同结果,分别进行困油压力的仿真分析与验证。结果表明,模数越大,齿数和变位系数越小,最大卸荷面积越大,有利于困油现象的缓解;但齿数和变位系数越小,最大困油流量却越大,不利困油现象的缓解,存在一个优化的问题;案例优化前的仿真结果与测试结果比较吻合,误差控制在4.9%左右,说明了困油模型的可靠性;最大困油压力优化前后降低了65.41%,缓解效果明显。