變傳動比面齒輪嚙合傳動的設計理論與製造技術研究

《變傳動比面齒輪嚙合傳動的設計理論與製造技術研究》是依託重慶大學，由林超擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：變傳動比面齒輪嚙合傳動的設計理論與製造技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：林超
• 依託單位：重慶大學

中文摘要

本項目提出了一種變傳動比面齒輪傳動，屬於一種新型特殊的齒輪傳動，用於傳遞相交軸間的變傳動比運動與動力，具有傳遞旋轉運動及軸向移動的複合傳動特點；在運動學、幾何學等方面還具有面齒輪和非圓錐齒輪傳動的二重特性，同時其設計、加工製造方法更為簡單，可利用現成的工具機和刀具實現批量生產,補充了齒輪傳動類型的空缺。本項目運用空間嚙合原理、現代設計理論和方法，對嚙合特性、傳動機理、承載能力及製造方法進行研究，解決嚙合原理、設計、製造等相關問題，建立該齒輪傳動的基本設計準則和方法，探索加工工藝及測量關鍵技術，為其工程套用奠定基礎。通過研究，預計在變傳動比面齒輪傳動的基本理論、設計、製造、測量及套用等方面將取得突破性的進展。可套用於汽車、工程機械差速器及具有該特殊要求的執行機構中，為航空航天、製造業及國防裝備等領域，提供具有體積小、高效、可靠、長壽命及承載能力強的新型傳動，具有重要的理論意義及潛在的套用前景。

結題摘要

隨著科學技術及機械製造業的迅速發展，對齒輪傳動機構的要求越來越複雜化及多樣化，在20 世紀初提出了非圓齒輪傳動。非圓錐齒輪傳動作為一種新型的空間非圓齒輪機構，可實現傳遞相交軸間的變傳動比運動與動力，適用於工程機械、農行機械、汽車、變數齒輪泵等有特殊要求的傳動場合。在對非圓錐齒輪傳動的研究基礎上，本項目提出了一種新型的相交軸變傳動比齒輪機構—正交非圓面齒輪副(稱為端曲面齒輪副)。端曲面齒輪傳動(包括正交非圓面齒輪傳動和變傳動比面齒輪傳動)由非圓柱齒輪和端曲面齒輪相互嚙合組成，具有與非圓齒輪、面齒輪和端面凸輪相同的三重特性，補充了齒輪傳動類型的空缺。 本項目以端曲面齒輪傳動為研究對象，以創新設計理論、方法與實驗為目標，採用空間嚙合原理、齒輪時變包絡嚙合理論、現代設計等相關理論及方法，對端曲面齒輪傳動的時變嚙合傳動原理、設計準則、時變嚙合傳動特性、承載能力、製造方法、幾何測量與評價及實驗驗證等進行了研究。建立了該齒輪傳動的基本設計準則、時變嚙合傳動特性和承載能力等分析方法，探討了該齒輪的加工製造工藝及測量與評價等關鍵技術。解決了該齒輪傳動的機理、設計、承載、製造、測量評價及實驗等相關問題。揭示了該齒輪傳動的運動學、力學、幾何學和動力學等時變嚙合傳動的運動規律及變化關係。驗證了端曲面齒輪傳動原理及形式、齒形設計、強度校核、加工與檢測方法的正確性。開發了該齒輪傳動的設計與分析系統，研製了兩代變速器樣機，探索了端曲面齒聯軸器、端曲面齒輪—連桿複合機構和端曲面齒輪複合運動機構等幾種潛在套用。項目研究與人才培養結合，培養博士生、碩士生及本科生38人，取得了一定的社會效益。在國內外學術刊物和國際學術會議上發表了研究論文42篇，其中SCI收錄13篇，EI收錄19篇，申請發明專利6項，其中授權3項。完善及拓展了端曲面齒輪傳動，取得突破性的進展，具有重要的理論意義，為工程套用奠定了基礎，具有潛在的套用前景。