本文關(guān)鍵詞：交錯軸線齒輪設(shè)計理論研究　出處：《華南理工大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：線齒輪,作為一種新型的齒輪,由陳揚枝課題組首先提出,經(jīng)過了十幾年的發(fā)展,在線齒輪的設(shè)計理論、制造方法、強度計算、變速器設(shè)計及其應(yīng)用等方面的研究都取得了較大進(jìn)展。但是,前期的研究進(jìn)展主要限于同平面的垂直相交軸傳動的線齒輪機構(gòu)和任意角斜交軸傳動的線齒輪機構(gòu),分別簡稱垂直軸線齒輪和斜交軸線齒輪。本文集中研究不同平面的交錯軸傳動的線齒輪機構(gòu),簡稱交錯軸線齒輪。線齒輪是基于空間曲線嚙合理論來實現(xiàn)傳動的新型齒輪機構(gòu),具有尺寸小、設(shè)計方便、便于加工等特點,主要適用于微小機械傳動領(lǐng)域。本文研究的內(nèi)容包括交錯軸線齒輪副的基本設(shè)計公式,交錯軸線齒輪副幾何參數(shù)的設(shè)計準(zhǔn)則及計算公式,交錯軸線齒輪副的重合度,交錯軸線齒輪副的滑動率,面向增材制造技術(shù)的交錯軸線齒輪副輪體的設(shè)計公式,等。1.交錯軸線齒輪副的基本設(shè)計公式。首先建立了交錯軸線齒輪的嚙合方程;然后推導(dǎo)出了交錯軸線齒輪的主、從動接觸線的方程,以及主、從動線齒的中心線方程;并以空間圓柱螺旋線作為交錯軸線齒輪副的主動接觸線,簡化其相應(yīng)的從動接觸線和主、從動線齒的中心線;根據(jù)這些基本設(shè)計公式,詳細(xì)設(shè)計出交錯軸線齒輪副并通過軟件進(jìn)行三維建模和運動學(xué)仿真;用選擇性激光熔化技術(shù)加工出材料為316L不銹鋼的135度交錯角的交錯角線齒輪副,并在實驗平臺上進(jìn)行運動學(xué)試驗,驗證了交錯軸線齒輪副基本設(shè)計公式的準(zhǔn)確性。2.交錯軸線齒輪副的基本設(shè)計參數(shù)的設(shè)計準(zhǔn)則及計算公式。通過交錯軸線齒輪副主、從動接觸線的研究,得到了主、從動接觸線的主要特性;并通過分析交錯軸線齒輪副設(shè)計時線齒非嚙合點處干涉的原因,提出了不干涉條件。隨后,得到了交錯軸線齒輪副的基本設(shè)計參數(shù)的設(shè)計準(zhǔn)則和計算公式,并通過相應(yīng)的設(shè)計實例和運動學(xué)仿真實驗來驗證所推導(dǎo)的設(shè)計公式和準(zhǔn)則的準(zhǔn)確性。3.交錯軸線齒輪副的重合度研究。定義了交錯軸線齒輪副的重合度,并推導(dǎo)了交錯軸線齒輪副的重合度公式;通過交錯軸線齒輪副重合度的公式和值域,得到了影響交錯軸線齒輪重合度大小的8個主要參數(shù);通過分別研究每個參數(shù)對交錯軸線齒輪副的重合度大小的影響規(guī)律,得到交錯軸線齒輪副的重合度大于1時,這些參數(shù)的選擇規(guī)律和選擇公式。另外,分析研究了主動線齒和從動線齒間的幾何不干涉條件,并得到了最大主動線齒齒數(shù)的計算公式。4.垂直交錯軸線齒輪副的滑動率研究。通過斜交軸線齒輪副的滑動率的定義,得到了交錯軸線齒輪副的滑動率的定義和公式;并通過垂直交錯軸線齒輪副的初始嚙合點、中間嚙合點和終止嚙合點滑動率的研究,和垂直交錯軸線齒輪副滑動率變化規(guī)律的研究,獲得了垂直交錯軸線齒輪副的滑動率的變化規(guī)律,由此,得到了給定垂直交錯軸線齒輪副滑動率許用值時,主動接觸線的圓柱半徑設(shè)計公式;并通過實例來驗證了參數(shù)選擇公式對垂直交錯軸線齒輪副滑動率大小的影響。5.面向增材制造技術(shù)的交錯軸線齒輪副輪體的設(shè)計公式。首先,通過主動線齒數(shù)為1的交錯軸線齒輪副的主、從動線齒的受力公式的計算和靜力學(xué)仿真,得到了主動線齒數(shù)為1且交錯軸線齒輪副的線齒形狀為懸臂梁時,其只能在較小的載荷范圍內(nèi)傳動的結(jié)論;然后,以最少材料為設(shè)計目標(biāo),選擇帶肋板的空心圓臺為從動線齒輪輪體的結(jié)構(gòu),通過強度和剛度分析得到了從動線齒輪輪體結(jié)構(gòu)的尺寸設(shè)計公式;并且,通過強度和剛度分析得到主動線齒輪的輪體的尺寸設(shè)計公式;最后,通過一個實例應(yīng)用Workbench軟件的靜力學(xué)仿真,得到了可應(yīng)用于較大負(fù)載的主動線齒為1時交錯軸線齒輪副的輪體結(jié)構(gòu)設(shè)計。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH132.41

【參考文獻(xiàn)】

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1 丁江;多面體螺旋曲線嚙合齒輪變速器幾何學(xué)設(shè)計理論研究[D];華南理工大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 梁順可;空間曲線嚙合齒輪的強度研究[D];華南理工大學(xué);2013年

2 孫磊厚;空間曲線嚙合輪傳動機構(gòu)的制造工藝研究[D];華南理工大學(xué);2011年

3 胡強;空間曲線嚙合輪機構(gòu)的彈性變形失效準(zhǔn)則及強度設(shè)計公式[D];華南理工大學(xué);2010年

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本文編號：1325070