【摘要】：變厚齒輪是齒輪傳動(dòng)中的一種類型,可以安裝成平行軸、相交軸、交錯(cuò)軸形式,其中平行軸變厚齒輪副具有調(diào)整齒側(cè)間隙、減小回差、提高傳動(dòng)精度的作用,被應(yīng)用在精密傳動(dòng)裝置中；非圓齒輪既能傳遞較大的動(dòng)力,又能按預(yù)定函數(shù)輸出變速比運(yùn)動(dòng),具有獨(dú)特的應(yīng)用前景,目前對(duì)定傳動(dòng)比變厚齒輪的研究正逐漸完善,但尚未拓展到非圓齒輪傳動(dòng)領(lǐng)域,本文結(jié)合兩者特點(diǎn),一則提出漸開線變厚非圓齒輪傳動(dòng),二則提出螺旋非圓齒輪傳動(dòng)；研究它們的基本嚙合原理,運(yùn)用包絡(luò)方法,建立刀具加工非圓齒輪數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)非圓齒面方程,并進(jìn)行仿真驗(yàn)證,為其推廣和使用奠定理論基礎(chǔ)。論文以齒條刀和插齒刀作為變厚齒輪的加工工具,詳細(xì)介紹了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒廓、變位漸開線齒廓、漸開線變厚齒面的形成原理,指出了刀具與輪坯間的純滾動(dòng)等價(jià)關(guān)系；討論了隨著軸交角逐漸增大,圓柱齒輪與小角度變厚齒輪、端面齒輪嚙合傳動(dòng)的演變過程；用節(jié)徑比值的方法,表示出一般平行軸、相交軸齒輪副的傳動(dòng)比和瞬軸面,成為描述非圓齒輪節(jié)曲線的基礎(chǔ)手段。通過建立直齒變厚齒面簡化加工模型,對(duì)比了端面截形與法面截形沿齒廓法線方向的差值,得到各參變量對(duì)差值的影響曲線；利用數(shù)值計(jì)算軟件得到齒面間的瞬時(shí)接觸線,及點(diǎn)接觸傳動(dòng)類型下的流動(dòng)軌跡。針對(duì)漸開線變厚非圓齒輪傳動(dòng),結(jié)合齒條節(jié)平面與非圓節(jié)曲面純滾動(dòng)關(guān)系,將其簡化為零變位端截面的共軛節(jié)曲線；選取一種非圓齒輪加工運(yùn)動(dòng)方式,使齒條相對(duì)輪坯傾斜一定角度,按照范成原理,建立了基于齒條包絡(luò)非圓齒面數(shù)學(xué)模型,不僅找出了坐標(biāo)系之間的位置關(guān)系,還給出相關(guān)幾何約束條件,推導(dǎo)驗(yàn)證相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度公式的正確性,得到了非圓齒面方程。研究了錐齒輪組多級(jí)變速裝置的工作原理,將各級(jí)變厚齒輪沿著軸線方向延伸,并逐漸改變齒數(shù),從而提出螺旋非圓齒輪傳動(dòng)概念；根據(jù)一般節(jié)曲線定義方式,用螺旋節(jié)曲線表示輪齒的布置和變化情況,敘述了節(jié)曲線的一些典型特性,例如傾角、凸凹度等；基于周向純滾動(dòng)條件,建立了插齒刀包絡(luò)非圓齒面數(shù)學(xué)模型,得到非圓齒面坐標(biāo)點(diǎn)集,直觀展示出齒廓曲面具有不對(duì)稱性和相錯(cuò)性的外觀特征。從整體方案設(shè)計(jì)、齒數(shù)計(jì)算、輪齒位置調(diào)整、三維實(shí)體建模等幾個(gè)方面,詳細(xì)介紹了非圓齒輪組變速裝置的改造過程；進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析后,利用仿真插件得到齒輪副的轉(zhuǎn)速曲線；搭建了機(jī)電一體化的原理樣機(jī),做了自動(dòng)變速功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),結(jié)果證明該方案具有一定的可行性,為今后的深入研究提供理論支撐。
【圖文】：

１N２研究意義逡逑通過研究一種新型雙擺線針輪減速器，該減速器的針輪與內(nèi)外擺線之間存在一定逡逑的淆動(dòng)，，采用在擺線齒廓上疊加漸開線小齒的方法（如圖１－１），消除滑動(dòng)對(duì)傳動(dòng)精度的影逡逑響，然后根據(jù)純滾動(dòng)條件推導(dǎo)出了類擺線方程１Ｗ。逡逑上述做法實(shí)際上得到了行星非圓齒輪傳動(dòng)，由于各種誤差的綜合影響，此結(jié)構(gòu)仍可逡逑能會(huì)存在齒側(cè)間隙，試想如果將變厚齒面應(yīng)用到該擺線減速器中，必然能在一定程度上逡逑減小回差，提高傳動(dòng)精度。因此，本課題提出了變厚非圓齒輪傳動(dòng)，針對(duì)這種類型齒廓逡逑曲面的加工方法和曬合理論都尚屬首次，應(yīng)當(dāng)展開深入研究，為其使用到該減速器奠定逡逑基礎(chǔ)。逡逑瞳■＾八邐／邋，逡逑圖１－１新型擺線齒輪減速器逡逑課題另一方面研究了一種傳統(tǒng)的錐齒輪組多級(jí)變速裝置如圖１－２），此變速裝置逡逑利用一系列復(fù)雜的組合機(jī)構(gòu)撥動(dòng)主動(dòng)圓柱齒輪沿軸向往復(fù)移動(dòng)

１．２變厚齒輪傳動(dòng)xO究現(xiàn)狀逡逑１．２．１國外研究現(xiàn)狀逡逑變厚齒輪一般是指｛＾漸開線齒廓演變得到的，自從Ｅｕｌｅｒ提出漸開線Ｗ來，國內(nèi)外逡逑學(xué)者研巧了各種類型的漸開線齒輪，最早關(guān)于變厚齒輪的資料可追溯到１９５４年，美國逡逑人吐Ｅ．Ｍｅｒｒｉｔｔ［ｉ６卿Ａ．Ｓ衛(wèi)ｅａｍ［ｉ７］首次提出變厚齒輪傳動(dòng)概念，指出它的主要持征是齒厚、逡逑齒槽沿軸向線性變化，一對(duì)齒輪副能夠安裝成交錯(cuò)軸形式，它們可＾式設(shè)計(jì)成不同的螺旋逡逑角、錐頂角，并且推導(dǎo)了直齒、斜齒變厚齒輪的幾何計(jì)算公式；１９５６年Ｐｕｒｋｉｓｓｆｉｓ祖前逡逑兩位學(xué)者的基礎(chǔ)上，Ｗ假想齒條作為加工變厚齒輪的媒介，指出它的每個(gè)端截面截形為逡逑變位漸開線，而變厚齒面就是變位系數(shù)連續(xù)變化的截形疊加而成的；１９６３年前蘇聯(lián)專家逡逑別茲克夫等人，針對(duì)平行軸、交錯(cuò)軸外喃合形式下的變厚齒輪副，進(jìn)行了初步的研究和逡逑計(jì)算；隨后巧ｅｒｓｉｇ［Ｗ、Ｒｏ出ＰＷ等人，推導(dǎo)了基本幾何計(jì)算公式，討論了相關(guān)安裝位置及逡逑曬合特點(diǎn)。逡逑一
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH132.41


本文編號(hào)：2536556