【摘 要】
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齿轮传动在机械传动中占据重要地位。随着机电产品的快速发展,齿轮产品的应用和需求不断增加,使齿轮产品朝着精密化,轻量化,小型化,绿色化的方向发展。另一方面,应用于高端智能装备的高精密齿轮减速器对我国制造业的健康发展有着重要的影响。面对蓬勃发展的小型机电产品和高精密齿轮减速器的巨大需求,研究新型齿轮传动机构具有重要的价值。陈扬枝教授发明的线齿轮是一种新型齿轮传动机构,其设计理论是空间共轭曲线啮合理论。
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目“线齿轮副的润滑理论与技术基础”（No.51575191）； 广州市科技项目“线齿轮激光精密加工理论与技术”（No.201904010368）； 校企合作项目“一次性卫生用品成套自动生产线系统研究开发”；
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齿轮传动在机械传动中占据重要地位。随着机电产品的快速发展,齿轮产品的应用和需求不断增加,使齿轮产品朝着精密化,轻量化,小型化,绿色化的方向发展。另一方面,应用于高端智能装备的高精密齿轮减速器对我国制造业的健康发展有着重要的影响。面对蓬勃发展的小型机电产品和高精密齿轮减速器的巨大需求,研究新型齿轮传动机构具有重要的价值。陈扬枝教授发明的线齿轮是一种新型齿轮传动机构,其设计理论是空间共轭曲线啮合理论。线齿轮作为一种新型齿轮传动机构,其设计灵活、啮合效率高,具有结构轻量化的优点,在小型齿轮箱和高精密齿轮减速器等产品中具有极大的应用潜力。目前,线齿轮的研究主要围绕线齿轮接触线进行,关于线齿轮的齿形研究较少。为了加快线齿轮产业化应用,研究线齿轮的齿形设计十分有必要。本文基于平行轴线齿轮的设计理论,对平行轴线齿轮的齿形设计展开了研究,主要工作内容包括:（1）基于平行轴线齿轮的设计理论,对平行轴线齿轮副接触线方程进行了分析;并对平行轴线齿轮的齿数设计进行了研究;对接触线为等螺距圆柱螺旋线的平行轴线齿轮副的滑动率问题进行了分析。（2）提出了一种平行轴线齿轮的齿面成形方法,并对平行轴线齿轮的齿形设计方法进行了研究;提出了纯滚动传动并具有可分性的平行轴线齿轮副的设计方法,具体提出了一种纯滚动可分性平行轴圆弧齿廓线齿轮副的几何学设计方法;在自制的线齿轮副运动学实验台上对所设计的纯滚动可分性平行轴圆弧齿廓线齿轮副进行了运动学实验、啮合效率实验和齿面接触斑点实验;对所设计的纯滚动可分性平行轴圆弧齿廓线齿轮副进行了接触应力仿真实验。（3）研究了一种平行轴偏心渐开线齿廓线齿轮副的设计方法;对偏心渐开线曲线展开了数学分析,获得了一种具有纯滚动传动和可分性的平行轴偏心渐开线齿廓线齿轮副的设计方法;随后,在自制的线齿轮副运动学实验台上对所设计的平行轴偏心渐开线齿廓线齿轮副进行了运动学实验、啮合效率实验和齿面接触斑点实验。（4）研究了轻量型平行轴线齿轮副的几何学设计方法;对轻量型平行轴线齿轮副接触线展开了分析;研究了轻量型平行轴线齿轮副的齿廓设计方法;分析了轻量型平行轴线齿轮副的真实接触情况;研究了轻量型平行轴线齿轮副的滑动率问题。（5）提出了三个平行轴线齿轮副应用实例;采用平行轴偏心渐开线齿廓线齿轮副设计了一个纯滚动传动的线齿轮箱;采用纯滚动可分性平行轴圆弧齿廓线齿轮副设计了一款海上风电纪念品模型;采用轻量型平行轴线齿轮副设计了一个新型扫地机器人齿轮箱。
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