【摘要】：準(zhǔn)雙曲面齒輪是車輛驅(qū)動橋主減速器的關(guān)鍵部件,其嚙合質(zhì)量、壽命及可靠性是影響車輛安全的重要因素。本文以微分幾何和嚙合原理為理論基礎(chǔ),借助理論TCA和Ease-off-TCA方法,研究準(zhǔn)雙曲面齒輪的嚙合性能;基于有限元網(wǎng)格自動劃分和齒輪副的精確裝配方法,利用ABAQUS中的inp文件實(shí)現(xiàn)了有限元分析的批處理,通過刀具修形設(shè)計(jì),提高齒輪副嚙合性能,為準(zhǔn)雙曲面齒輪的設(shè)計(jì)和制造提供一定的參考。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)以齒輪嚙合理論和微分幾何為基礎(chǔ),建立了含過渡圓角的準(zhǔn)雙曲面齒輪輪齒精確數(shù)學(xué)模型;采用基于切齒仿真和逆向建模的方法,對準(zhǔn)雙曲面齒輪進(jìn)行實(shí)體建模,并對建模結(jié)果進(jìn)行比較。通過對比證明利用切齒仿真方法進(jìn)行實(shí)體建模精度更高,也驗(yàn)證了所建輪齒數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。(2)以準(zhǔn)雙曲面齒輪輪齒數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),研究準(zhǔn)雙曲面齒輪副的輪齒接觸分析,得到其嚙合印痕和傳動誤差;基于小輪共軛齒面研究Ease-off-TCA原理,比較理論TCA和Ease-off-TCA的優(yōu)缺點(diǎn),驗(yàn)證了Ease-off-TCA的準(zhǔn)確性和可行性;分析安裝誤差對齒輪副嚙合性能的影響,結(jié)果表明齒面接觸區(qū)域與齒輪副安裝誤差之間存在一定的規(guī)律性關(guān)系。(3)采用有限元網(wǎng)格自動劃分和基于TCA的齒輪副有限元模型精確裝配方法,通過編寫inp文件,實(shí)現(xiàn)了有限元分析的批處理;研究了不同載荷和安裝誤差對準(zhǔn)雙曲面齒輪強(qiáng)度性能的影響,結(jié)果表明:在安裝誤差的作用下,在輪齒小端接觸時(shí),應(yīng)力最大,在輪齒中部接觸時(shí),應(yīng)力最小。(4)為進(jìn)一步提高齒輪副性能,以曲線刃代替直線刃,對小輪齒面進(jìn)行修形設(shè)計(jì);以傳動誤差、位置對稱性和重合度為優(yōu)化目標(biāo),采用NSGA2多目標(biāo)優(yōu)化算法對刀具設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化;研究傳動誤差對輪齒的齒根彎曲應(yīng)力和齒面接觸應(yīng)力的影響,結(jié)果顯示:傳動誤差主要影響最大齒面接觸應(yīng)力。
【圖文】：

第二章 準(zhǔn)雙曲面齒輪的數(shù)學(xué)建模和切齒仿真HFT 準(zhǔn)雙曲面齒輪的大輪采用成形法加工，小輪采用刀傾法加工[54, 55]。面的數(shù)值化仿真，檢查齒面數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性，需要對齒面進(jìn)行網(wǎng)格點(diǎn)劃分網(wǎng)格點(diǎn)，利用齒面方程進(jìn)行求解，得到齒面坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)輪齒模型的顯示。采工小輪，需要對凹面和凸面分別加工，小輪的凹面和凸面之間的精確定位是建模與分析的前提。建立準(zhǔn)雙曲面齒輪的高精度實(shí)體模型，不僅能驗(yàn)證所建型的正確性，還能直觀的顯示該齒輪的外部特征，判斷齒輪副是否存在加工干涉。本章以大輪右旋，小輪左旋為例，建立準(zhǔn)雙曲面齒輪的數(shù)學(xué)模型和實(shí)體2.1 大輪齒面方程推導(dǎo)如圖 2.1（a）是大輪刀盤坐標(biāo)系，，圖 2.1（b）是銑刀盤軸截面的坐標(biāo)系

齒面方程面方程 是大輪的刀盤坐標(biāo)系GS ，刀具直線切削刃曲面方程和法線方程表示如22cos( sin )sin( sin )cos1G Gc G G GGc G G Gsr srr s sincos sincos cosG GG GG GG GGGG G GGG Gr rsr rsNnN 刀尖半徑，G 是刀盤齒形角（加工凸面取正值，加工凹面取負(fù)值），錐面的參數(shù)。圖 2.2 為刀尖半徑的示意圖，c2r 表示為：20.5 0.5c G Wr D P
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH132.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2530961