变变位系数偏心渐开线齿轮传动的研究

偏心渐开线齿轮可以实现类似椭圆齿轮的变传动比传动。由于偏心渐开线齿轮传动过程中几何中心距是变化的，既减小了偏心率的选择范围，又会产生不断变化的齿侧间隙，容易引起振动，限制了传动速度。本项目研究偏心渐开线齿轮的几何中心距的变化规律，在偏心齿轮的不同角位置上设置不同的变位系数，提出一种新型的非圆齿轮- - 变变位系数齿轮。研究变变位系数偏心渐开线齿轮传动的相关理论及技术实现的可行性。研究变变位系数偏心渐开线齿轮的啮合传动机理，齿廓形成原理和运动方程；研究变变位系数偏心渐开线齿轮的设计和加工方法。建立一整套变变位系数偏心渐开线齿轮啮合传动的数学模型；研究变变位系数偏心渐开线齿轮传动的动态特性。

将随着节曲线位置变化的变位系数用于齿轮齿廓的修正上得到的齿轮被称为变变位齿轮。本项目以偏心渐开线齿轮为基础，根据它的运动规律，获得变变位齿轮。.在偏心渐开线齿轮传动过程中，由于侧隙的大小随节曲线的位置的不同而改变，在其传动过程中会出现运动不平稳、振动和噪声。变位修正是应用最广泛的齿轮修正方法。这里根据变位系数随节曲线位置的变化规律，提出了一种创建变变位齿轮齿廓曲线数学模型的方法，并验证了该方法的可用性。.针对偏心渐开线齿轮的运动规律，参照偏心渐开线齿轮传动的微分模型获取实现变变位齿轮所需的变位量。以标准齿条为基础，利用上述变位量构建生成齿条。再通过生成齿条的数学模型，以节曲线纯滚动模型和无侧隙啮合方程为理论支持，完成了变变位齿轮齿廓曲线数学模型的建立。通过MATLAB编程获得变变位齿轮的齿廓曲线，将该曲线以文件的形式导入到Pro/E中，完成三维实体的建模和装配。将装配好的三维实体导入到ADAMS中完成变变位齿轮传动模型的建立，对其进行运动学与动力学仿真分析。将分析结果与偏心渐开线齿轮的特性相比较，证明变变位齿轮齿廓曲线的有效性。.联合运用MATLAB、PRO/E和CAD软件，将齿轮的齿廓曲线保存为.dxf格式的CAD文件，导入到电火花线切割机床对变变位齿轮进行加工。搭建了变变位齿轮传动的实验装置，通过试验研究了变变位齿轮的侧隙、传动比和动力学特性，并与偏心渐开线齿轮传动进行了对比研究。实验研究结果表明变变位齿轮传动的各项性能指标均优于偏心渐开线齿轮传动。