【摘要】：齒輪傳動,作為機械工業(yè)設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的核心部件,正趨于承載高、性能優(yōu)的方向發(fā)展,系統(tǒng)的傳動精度是衡量其傳動性能的一項重要指標(biāo)。在齒輪傳動系統(tǒng)中,零件的加工誤差、安裝誤差和彈性變形都會影響其傳動精度和齒面接觸性能,定量地分析系統(tǒng)中的幾何誤差和剛度特性對其傳動性能的影響,對于精密齒輪傳動系統(tǒng)的性能分析與設(shè)計有重要意義。本文以定軸圓柱齒輪傳動系統(tǒng)為研究對象,考慮系統(tǒng)中各零件的誤差與彈性,提出了求解準(zhǔn)確且快捷的齒輪傳動系統(tǒng)仿真模型與性能分析方法,具體研究內(nèi)容如下:首先,基于漸開線展成原理及齒輪共軛原理,建立無誤差的理想齒輪幾何學(xué)模型;根據(jù)齒輪加工誤差的定義和分布規(guī)律,建立了包含加工誤差的齒輪幾何學(xué)模型;基于SDT和剛體位姿坐標(biāo)變換理論,建立軸系零件的誤差傳遞模型,得到了齒輪副的相對位姿安裝誤差;由以上幾何學(xué)誤差模型的求解,得到了由齒輪軸系零件幾何誤差引起的齒輪嚙合間隙/干涉量。進一步地,在剛性幾何學(xué)誤差模型的基礎(chǔ)上,建立“節(jié)點對節(jié)點”齒輪副精確接觸有限元模型,為齒輪副有限元模型嵌入三維齒輪加工誤差、安裝誤差,并將軸系彈性支承系統(tǒng)等效為多維彈簧單元組合,建立了耦合誤差與彈性的齒輪傳動系統(tǒng)有限元模型,以求解考慮幾何誤差條件下的齒輪傳動系統(tǒng)的彈性變形量。以某單級直齒輪和斜齒輪傳動系統(tǒng)為例,運用準(zhǔn)靜態(tài)有限元方法定量地分析了低速重載的工況條件下,齒輪時變嚙合剛度、齒輪加工誤差、系統(tǒng)安裝誤差、支承剛度特性以及多誤差與剛度因素綜合作用對系統(tǒng)傳動誤差和齒面接觸性能的影響規(guī)律。最后,設(shè)計了齒輪傳動實驗臺,采用高精度角度編碼器測量輸入端和輸出端的轉(zhuǎn)角,經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到系統(tǒng)的傳動誤差。實驗結(jié)果驗證了本文所提出的仿真模型和分析方法的可行性,并與仿真分析結(jié)果進行了對比及誤差分析。本文的誤差幾何學(xué)模型、有限元分析模型和實驗研究三者共同構(gòu)成了對于齒輪傳動系統(tǒng)性能的研究體系。仿真模型與分析結(jié)果定量地揭示了齒輪傳動系統(tǒng)性能指標(biāo)與零件幾何誤差和剛度特性的內(nèi)在聯(lián)系,為齒輪傳動系統(tǒng)精度、剛度的分析與設(shè)計提供了指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH132.41

【參考文獻】

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本文編號：2654340