【摘要】：變厚齒輪是齒輪傳動中的一種類型,可以安裝成平行軸、相交軸、交錯軸形式,其中平行軸變厚齒輪副具有調整齒側間隙、減小回差、提高傳動精度的作用,被應用在精密傳動裝置中；非圓齒輪既能傳遞較大的動力,又能按預定函數(shù)輸出變速比運動,具有獨特的應用前景,目前對定傳動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領域,本文結合兩者特點,一則提出漸開線變厚非圓齒輪傳動,二則提出螺旋非圓齒輪傳動；研究它們的基本嚙合原理,運用包絡方法,建立刀具加工非圓齒輪數(shù)學模型,推導非圓齒面方程,并進行仿真驗證,為其推廣和使用奠定理論基礎。論文以齒條刀和插齒刀作為變厚齒輪的加工工具,詳細介紹了標準漸開線齒廓、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等價關系；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比和瞬軸面,成為描述非圓齒輪節(jié)曲線的基礎手段。通過建立直齒變厚齒面簡化加工模型,對比了端面截形與法面截形沿齒廓法線方向的差值,得到各參變量對差值的影響曲線；利用數(shù)值計算軟件得到齒面間的瞬時接觸線,及點接觸傳動類型下的流動軌跡。針對漸開線變厚非圓齒輪傳動,結合齒條節(jié)平面與非圓節(jié)曲面純滾動關系,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動方式,使齒條相對輪坯傾斜一定角度,按照范成原理,建立了基于齒條包絡非圓齒面數(shù)學模型,不僅找出了坐標系之間的位置關系,還給出相關幾何約束條件,推導驗證相對運動速度公式的正確性,得到了非圓齒面方程。研究了錐齒輪組多級變速裝置的工作原理,將各級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；基于周向純滾動條件,建立了插齒刀包絡非圓齒面數(shù)學模型,得到非圓齒面坐標點集,直觀展示出齒廓曲面具有不對稱性和相錯性的外觀特征。從整體方案設計、齒數(shù)計算、輪齒位置調整、三維實體建模等幾個方面,詳細介紹了非圓齒輪組變速裝置的改造過程；進行運動學和動力學分析后,利用仿真插件得到齒輪副的轉速曲線；搭建了機電一體化的原理樣機,做了自動變速功能驗證實驗,結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。
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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外擺線之間存在一定逡逑的淆動，，采用在擺線齒廓上疊加漸開線小齒的方法（如圖１－１），消除滑動對傳動精度的影逡逑響，然后根據(jù)純滾動條件推導出了類擺線方程１Ｗ。逡逑上述做法實際上得到了行星非圓齒輪傳動，由于各種誤差的綜合影響，此結構仍可逡逑能會存在齒側間隙，試想如果將變厚齒面應用到該擺線減速器中，必然能在一定程度上逡逑減小回差，提高傳動精度。因此，本課題提出了變厚非圓齒輪傳動，針對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，應當展開深入研究，為其使用到該減速器奠定逡逑基礎。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)的錐齒輪組多級變速裝置如圖１－２），此變速裝置逡逑利用一系列復雜的組合機構撥動主動圓柱齒輪沿軸向往復移動

１．２變厚齒輪傳動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，國內外逡逑學者研巧了各種類型的漸開線齒輪，最早關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，一對齒輪副能夠安裝成交錯軸形式，它們可＾式設計成不同的螺旋逡逑角、錐頂角，并且推導了直齒、斜齒變厚齒輪的幾何計算公式；１９５６年Ｐｕｒｋｉｓｓｆｉｓ祖前逡逑兩位學者的基礎上，Ｗ假想齒條作為加工變厚齒輪的媒介，指出它的每個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，針對平行軸、交錯軸外喃合形式下的變厚齒輪副，進行了初步的研究和逡逑計算；隨后巧ｅｒｓｉｇ［Ｗ、Ｒｏ出ＰＷ等人，推導了基本幾何計算公式，討論了相關安裝位置及逡逑曬合特點。逡逑一
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.41


本文編號：2536556