为保持椭圆弧齿线圆柱齿轮在恶劣工况下的工作状态,减少其振动和噪声,改善其传动特性,对椭圆弧齿线圆柱齿轮副进行了传动动力学特性分析。针对齿轮在不同弧齿线半径、不同齿宽、不同转速下的齿轮副传动速度波动分析,利用Adams软件对椭圆弧齿线圆柱齿轮副进行运动学和动力学仿真,得出3个不同条件对齿轮速度波动的影响规律,为渐开线椭圆弧齿圆柱齿轮的几何参数选择与加工参数确定提供帮助。

在分析现有圆弧齿线圆柱齿轮基础上,阐述了一种渐开线椭圆弧齿线圆柱齿轮的主要几何参数齿廓为渐开线齿廓,任意垂直轴线的截面上周向齿厚、周向齿槽宽、分度圆处的压力角相等,齿线在分度圆柱面上的展开线是对称椭圆弧。推导了齿轮齿面方程、端面齿廓方程和接触线方程。提出了倾斜式旋转刀盘齿轮加工方法,利用VERICUT建立齿轮专用加工刀具模型,对椭圆弧齿线圆柱齿轮进行仿真加工,利用仿真后得到的齿轮模型进行了齿轮副接触线特性分析。结果表明,椭圆弧齿线圆柱齿轮副可以实现全齿宽线接触,验证了加工方法的可行性,为渐开线椭圆弧齿圆柱齿轮的加工和应用提供基础。

在分析现有锥齿轮测量技术特点的基础上,提出了一种基于激光位移传感器的弧齿锥齿轮非接触式测量方法与对应的格里森制弧齿圆锥齿轮的齿距偏差、齿形相对偏差算法。介绍了弧齿锥齿轮综合测量装置及其原理。通过对被测齿廓采样数据运用最小二乘法原理以及坐标转换知识,建立弧齿锥齿轮的齿面及齿廓理想模型;通过对平滑曲线与采集点的对比分析,得到齿距偏差、齿形相对偏差。该方法能够有效简化弧齿锥齿轮的测量过程并提高测量效率与精度。

提出一种新型结构的卡盘式变径带轮无级变速器,该新型无级变速器(CVT)在传动上使用卡盘式变径带轮与多楔带相结合的带传动方式,实现了带轮与传动带的面接触式摩擦传动。推导了卡盘式变径带轮传动的有效圆周力计算公式,并分析了卡盘式变径带轮最大有效圆周力的变化规律,验证了卡盘式变径带轮具有大转矩的传动能力。另外,进行了基于Adams的卡盘式变径带轮传动动力学仿真,研制出卡盘式变径带轮无级变速器实验装置,进行了实际运行测试。结果表明,该新型CVT传动速度平稳,满足车辆使用要求。

提出一种基于激光位移传感器的非接触式斜齿圆柱齿轮螺旋角的测量方法与装置。根据最小二乘法将被测斜齿轮端截面上的采集点拟合成一段平滑曲线(齿廓),求出该曲线与分度圆的交点位置,依次进行若干个端截面的测量,得到同一个轮齿不同截面上齿廓与分度圆的若干个交点位置,再经直线拟合,利用坐标法计算出直线的斜率,可得到斜齿轮的螺旋角。基于激光位移传感器的齿轮测量方法可有效提升斜齿轮螺旋角测量的精度与效率,也适用于斜齿轮各项误差的精密测量。

针对目前椭圆弧齿线圆柱齿轮测量方法的缺乏,设计了一种基于激光位移传感器的椭圆弧齿线圆柱齿轮精密测量装置。阐述了椭圆弧齿线圆柱齿轮的几何形状特征,介绍了激光非接触式测量装置的构成与测量原理,通过对该齿轮多个径向截面轮廓的激光测量,建立齿轮测量截面的轮廓数据模型;对截面轮廓数据模型进行坐标转换,计算出齿轮中间截面的齿距偏差;分析同一轮齿不同截面的齿廓测量数据,计算不同截面分度圆与齿廓交点坐标值,计算出椭圆弧齿线的整体偏差值。该方法能够有效填补曲线齿线圆柱齿轮的测量技术空白,且具有较高的测量精度和效率;其同样也适用于其他圆柱齿轮测量。