發(fā)布時間：2020-03-30 22:30

【摘要】：齒輪傳動是最重要的機械傳動形式之一,在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著重要的地位。伴隨我國汽車、航空航天、高鐵等先進裝備制造業(yè)的不斷興起,對具備高效率、高精度、承載能力強、傳動功率大、可靠性高、低噪聲、輕量化等特征的高性能齒輪需求不斷增大。然而,國內(nèi)現(xiàn)有齒輪低端產(chǎn)品占行業(yè)總產(chǎn)值比重大,高端產(chǎn)品如汽車變速器、高鐵驅(qū)動單元、大型能源裝備齒輪傳動裝置等供給不足,仍需要進口,且產(chǎn)品在傳動精度、傳動效率、壽命與可靠性等性能方面與國外先進水平相比差距較大。因此,開展高性能齒輪傳動產(chǎn)品的研發(fā),對于滿足重大裝備高性能使用需求,具有十分重要的理論意義和工程實用價值。齒輪是依靠齒面的相互嚙合進行動力與運動的傳遞,其幾何性質(zhì)、潤滑狀態(tài)、輪齒表面質(zhì)量等均是影響齒輪傳動性能的重要因素。點、線與面均是自然界中常見的幾何元素,研究團隊從齒輪幾何學角度出發(fā),利用空間曲線接觸形式及載體的多樣性,以曲線為嚙合幾何元素構(gòu)建齒輪副,并對曲線嚙合特性進行研究分析,提出了全新的共軛曲線嚙合理論,以求從根本上解決制約當前齒輪傳動性能提升的關(guān)鍵問題。目前,相關(guān)理論已在平行軸、相交軸及交錯軸齒輪傳動中得到較為廣泛的應用,已逐步形成集理論設(shè)計、特性分析和齒面制造相結(jié)合的技術(shù)基礎(chǔ)。相較于外嚙合齒輪傳動,內(nèi)嚙合齒輪傳動具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比范圍更大、承載能力更強、動力學特性更優(yōu)良等優(yōu)點,是一種優(yōu)良的傳動形式。本文在前期研究基礎(chǔ)上,主要開展內(nèi)嚙合曲線對構(gòu)齒輪傳動基礎(chǔ)理論研究,完成其基本嚙合原理、齒面成形理論與方法及傳動特性分析,既是對曲線對構(gòu)齒輪傳動理論的補充完善,也能夠為開發(fā)出更優(yōu)良的內(nèi)嚙合齒輪傳動形式奠定理論基礎(chǔ)。本文的主要內(nèi)容有:(1)在外嚙合共軛曲線嚙合基本理論的基礎(chǔ)上,開展內(nèi)嚙合曲線對構(gòu)齒輪的基本嚙合原理的數(shù)學描述:建立曲線內(nèi)嚙合基本坐標系,并完成各坐標之間的矩陣變換關(guān)系推導;確定曲線接觸點相對運動條件,完成沿給定的接觸方向曲線公法矢量及相對運動速度的數(shù)學表達式推導,建立嚙合函數(shù)關(guān)系;完成曲線的內(nèi)嚙合共軛曲線方程及嚙合方程推導,并運用實例進行驗證。(2)開展內(nèi)嚙合曲線對構(gòu)齒輪的齒面成型基礎(chǔ)理論及一般方法的論述:分別介紹等距包絡(luò)法、齒廓螺旋運動法和輪齒基本齒條法三種齒面成型方法的基礎(chǔ)理論,并且分別運用這三種方法建立內(nèi)嚙合曲線對構(gòu)齒輪的齒面,完成相應的數(shù)學模型。(3)進行內(nèi)嚙合曲線對構(gòu)齒輪傳動的輪齒齒形設(shè)計研究:對內(nèi)嚙合曲線對構(gòu)齒輪的幾何參數(shù)與齒形參數(shù)選取原則進行討論,并且設(shè)計了單點接觸與雙點接觸的內(nèi)嚙合曲線對構(gòu)齒輪傳動的齒形方案,給出了相應的齒廓方程,完成了齒輪三維模型的構(gòu)建。(4)開展內(nèi)嚙合曲線對構(gòu)齒輪傳動的輪齒進行有限元強度分析:分別以單點接觸與雙點接觸內(nèi)嚙合曲線對構(gòu)齒輪為對象,建立基本嚙合齒輪接觸對,簡化基礎(chǔ)接觸形式,劃分接觸網(wǎng)格,處理載荷及邊界約束條件,完成了相應的接觸應力計算與分析;進一步,通過有限元結(jié)果對比,雙點接觸內(nèi)嚙合曲線對構(gòu)齒輪相比單點接觸形式具有優(yōu)良的接觸性能,具有較好的應用前景。
【圖文】：

圖 2.1 共軛曲面Fig 2.1 Conjugate surfaces義下，，在此運動過程中沿指定接觸方成一對共軛曲線[63]。更詳細地，對.2 所示，當它們滿足以下條件時：

10圖 2.2 共軛曲線Fig 2.2 Conjugate curves，Γ2均為規(guī)則的光滑曲線；刻 t，曲線 Γ1，Γ2在點 Pt處相切接觸；上的任意一點都在唯一的時刻 t 進入接觸，其接觸運動規(guī)律下，曲線 Γ1，Γ2在一定范圍內(nèi)互為共軛1與曲線 Γ2是一對具有共軛運動關(guān)系的曲線。兩條
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH132.41

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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1 譚儒龍;共軛曲線錐齒輪研究[D];重慶大學;2016年

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本文編號：2608147