本文選題：高重合度 + 行星齒輪��； 參考：《南京航空航天大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：相對(duì)于低重合度(LCR)直齒圓柱齒輪,高重合度(HCR)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)同時(shí)嚙合的輪齒對(duì)數(shù)較多,單對(duì)輪齒承受的載荷降低,齒輪嚙合剛度變化幅度減小,因此HCR齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)具有承載能力大,傳動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)�，F(xiàn)行的強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)未涵蓋HCR直齒圓柱齒輪的計(jì)算,鮮見關(guān)于其強(qiáng)度和動(dòng)力學(xué)特性的研究文獻(xiàn)。本文以HCR直齒行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象,開展了HCR齒輪設(shè)計(jì)區(qū)間、強(qiáng)度和動(dòng)力學(xué)特性的研究,為HCR行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供理論和技術(shù)支持。(1)將行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)分為內(nèi)、外嚙合齒輪副,研究了HCR內(nèi)、外嚙合齒輪副的設(shè)計(jì)區(qū)間、剛度和齒間載荷分配。分析了齒頂高系數(shù)、壓力角、變位系數(shù)等參數(shù)對(duì)重合度變化的影響規(guī)律,確定了內(nèi)、外嚙合齒輪副的HCR設(shè)計(jì)區(qū)間。采用能量法,計(jì)算了考慮輪體變形的內(nèi)、外嚙合齒輪的剛度,獲得了齒頂高系數(shù)、壓力角、模數(shù)等參數(shù)對(duì)內(nèi)、外嚙合齒輪副剛度的影響規(guī)律。將單對(duì)輪齒的平均剛度作為單對(duì)輪齒剛度,給出了考慮輪體變形的HCR和LCR內(nèi)、外嚙合單對(duì)輪齒剛度的計(jì)算公式,采用有限元模型對(duì)外嚙合齒輪副綜合嚙合剛度進(jìn)行了驗(yàn)證。同時(shí),給出了HCR行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)、外嚙合齒輪副的載荷分配率的計(jì)算方法,揭示了參數(shù)對(duì)HCR齒輪齒間載荷分配率的影響規(guī)律,與LCR齒輪齒間載荷分配率的對(duì)比結(jié)果表明,HCR齒輪可以有效降低單個(gè)輪齒承擔(dān)的載荷。采用CL-100齒輪試驗(yàn)機(jī)對(duì)HCR外嚙合齒輪的載荷分配率進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。(2)研究了行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)、外嚙合齒輪齒根彎曲應(yīng)力和齒面接觸應(yīng)力的計(jì)算方法。推導(dǎo)了HCR內(nèi)、外嚙合齒輪的齒根彎曲應(yīng)力計(jì)算公式,同時(shí)給出了雙齒嚙合區(qū)各個(gè)界點(diǎn)齒形系數(shù)的計(jì)算公式。分析了齒頂高系數(shù)、壓力角等主要參數(shù)對(duì)齒輪副的齒根彎曲應(yīng)力和最大應(yīng)力加載位置的影響規(guī)律。推導(dǎo)了HCR行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)、外嚙合齒輪副雙齒嚙合區(qū)各個(gè)界點(diǎn)處齒面接觸應(yīng)力計(jì)算公式,引入了曲率修正系數(shù)和節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)將計(jì)算公式轉(zhuǎn)化為國標(biāo)計(jì)算公式的形式。分析了主要參數(shù)對(duì)HCR和LCR齒輪副的齒面接觸應(yīng)力和最大接觸應(yīng)力加載點(diǎn)的影響規(guī)律。采用CL-100齒輪試驗(yàn)機(jī)對(duì)不同參數(shù)的外嚙合齒輪副的齒根彎曲應(yīng)力進(jìn)行了試驗(yàn)測量,結(jié)果表明,本文給出的齒根彎曲應(yīng)力的計(jì)算公式,具有較高的計(jì)算精度,滿足工程應(yīng)用的需求。(3)研究了HCR外嚙合齒輪副的動(dòng)力學(xué)特性。使用有限元法計(jì)算了HCR外嚙合齒輪副的時(shí)變嚙合剛度,采用集中質(zhì)量法建立了考慮齒側(cè)間隙、軸承支承間隙和時(shí)變嚙合剛度等非線性因素的外嚙合齒輪副的動(dòng)力學(xué)模型和方程。并對(duì)方程進(jìn)行了化簡和無量綱化處理,采用4階Runge-Kutta對(duì)方程進(jìn)行了求解。分析了支承間隙對(duì)齒輪支承振動(dòng)位移的影響,研究了阻尼、齒側(cè)間隙等參數(shù)對(duì)HCR和LCR齒輪系統(tǒng)的均載特性影響。研究了HCR和LCR齒輪外嚙合齒輪副傳動(dòng)的嚙合線振動(dòng)分岔特性和周期穩(wěn)定性的差異。(4)研究了HCR行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性。針對(duì)HCR行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng),計(jì)算了HCR行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)、外嚙合齒輪副的時(shí)變嚙合剛度。建立了含齒側(cè)間隙、時(shí)變嚙合剛度和內(nèi)齒圈扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。采用能量法給出了該模型的系統(tǒng)能量變化方程,引入相對(duì)坐標(biāo)系消去了剛性位移,并對(duì)方程進(jìn)行了無量綱化處理。分析了不同參數(shù)條件下HCR行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng),研究了影響重合度的齒輪參數(shù)、工況參數(shù)對(duì)其動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響規(guī)律。對(duì)HCR行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的均載特性展開了研究,并使用自行研制的行星齒輪傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)對(duì)其進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。分析了影響重合度的主要參數(shù)對(duì)行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)均載特性的影響規(guī)律。研究了轉(zhuǎn)速、功率、齒側(cè)間隙、剛度和阻尼等參數(shù)對(duì)HCR行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)分岔特性的影響規(guī)律,為HCR行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)工況和齒輪參數(shù)的選擇提供理論依據(jù)。
[Abstract]:In this paper , the influence of the parameters such as the high coefficient , the pressure angle and the displacement coefficient on the stiffness of the meshing gear is studied . In this paper , the calculation formula of the tooth root bending stress and the maximum stress loading position of the gear pair are studied by using the finite element method . The dynamic characteristics of the meshing line vibration bifurcation and the maximum stress loading position of the gear pair are calculated by using the finite element method .

【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH132.41

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本文編號(hào)：1760602