基于偏心误差对圆弧齿线圆柱齿轮系统啮合性能影响的研究相对较少的现状,介绍了不同加工工艺所得圆弧齿线圆柱齿轮特点,建立轴孔中心存在几何偏心的圆弧齿线圆柱齿轮三维模型,利用商业软件Adams建立考虑偏心误差的圆弧齿线圆柱齿轮动力学仿真模型,分别研究了主动轮存在偏心和从动轮存在偏心及主、从动轮同时存在偏心时圆弧齿线圆柱齿轮系统从动轮速度波动情况。研究结果表明,3种偏心工况下,圆弧齿线圆柱齿轮系统从动轮速度波动情况均呈现周期性变化,偏心量对系统从动轮速度波动情况有一定影响。研究结果为齿轮润滑、故障诊断及齿廓修形等提供了理论基础。

为了研究圆弧齿线圆柱齿轮传动误差,提出了圆弧齿线圆柱齿轮传动的扭转振动模型,并利用3D模型建立动力学模型,分析齿宽、齿线半径、负载及转速等对传动误差的影响。研究表明,不同结构参数和工况时,传动误差在0附近周期性波动;传动误差幅值随着齿宽增大而先减小后增大;传动误差幅值随齿线半径增大呈"W"形变化,即先随齿线半径增大而先减小后增大,然后再随齿线半径增大而先减小后增大;传动误差幅值随负载和转速增大而增大。研究结果为齿轮系统的降噪、润滑、故障诊断及轮齿几何修形等提供了理论基础。

以圆弧齿线圆柱齿轮为研究对象,基于平行连杆机构加工原理,推导齿轮齿面方程,并完成三维建模,进而建立动力学分析模型,分析齿宽、齿线半径、负载及转速对圆弧齿线圆柱齿轮啮合特性的影响。研究结果表明,随着齿宽增加,最大啮合力、平均啮合力以及啮合力均方根均先减小后增加;随着齿线半径的增加,最大啮合力、平均啮合力以及啮合力均方根均先减小后增大,RT=120~240 mm时达到最优,平均啮合力和啮合力均方根波动范围小,最大啮合力波动范围大;啮合力随着负载的增加而逐渐增加,但正向/负向波动幅度随着负载的增加而减小,在低负载时传动平稳性差,甚至出现脱啮现象;随着转速增加,齿轮平均啮合力、最大啮合力增加,最小啮合力减小,即齿轮啮合力的波动越剧烈,齿轮传动冲击越大。