【摘要】：弧齒錐齒輪因具有傳動平穩(wěn)、效率高、承載能力強、噪聲低等優(yōu)點,已在汽車、航空航天、石油、化工等諸多領域中代替直齒錐齒輪來實現(xiàn)相交軸間的運動傳遞。在許多關鍵傳動部件,例如汽車后橋主減速器中,弧齒錐齒輪往往長時間處于非標準安裝、高速、重載、沖擊等復雜多變的工作環(huán)境,若能準確預測齒輪的實際嚙合傳動規(guī)律對于高強度、輕質(zhì)量、長壽命齒輪的設計與研制具有重要的指導意義。同時弧齒錐齒輪齒廓形狀為復雜的球面漸開線,齒面也為不規(guī)則的空間曲面,三維幾何精確建模較為困難,導致其嚙合仿真分析以及局部優(yōu)化設計的相關研究工作難以開展和深入。因此,研究弧齒錐齒輪參數(shù)化精確設計方法及其嚙合傳動規(guī)律對于該齒輪的發(fā)展和應用具有重要意義。 本文根據(jù)弧齒錐齒輪的嚙合原理和加工過程,在Pro/E軟件環(huán)境下,采用球面漸開線齒廓方程,建立了弧齒錐齒輪的三維參數(shù)化精確幾何模型,為其嚙合仿真分析打下了基礎。 采用現(xiàn)代有限元模擬仿真技術,在ANSYS軟件中建立了弧齒錐齒輪非線性靜態(tài)和動態(tài)接觸分析有限元模型,探究了弧齒錐齒輪的嚙合傳動規(guī)律,詳細研究了各類安裝誤差對于弧齒錐齒輪嚙合過程中齒面接觸應力、齒根彎曲應力、傳動誤差、振動與噪音、接觸路徑和載荷分配系數(shù)的影響規(guī)律；以及扭矩、轉(zhuǎn)速、摩擦條件等動態(tài)因素對于嚙合接觸應力的影響規(guī)律。研究成果為弧齒錐齒輪的修行優(yōu)化設計、實際裝配等提供了理論基礎和有效參考。 采用ANSYS軟件中模態(tài)分析模塊,研究了弧齒錐齒輪齒輪動力學振動模態(tài)特性,得到了各階固有頻率和振型,且進一步揭示了高轉(zhuǎn)速、各類尺寸特征,包括螺旋角、壓力角、徑向變位系數(shù)以及切向變位系數(shù)等因素對于齒輪模態(tài)特性的影響規(guī)律,為弧齒錐齒輪振動模態(tài)特性的準確預測、結構優(yōu)化、輸入激勵的控制提供了理論基礎。 以Visual Basic語言、AutoCAD以及Pro/E為平臺,開發(fā)了齒輪參數(shù)化設計軟件,實現(xiàn)了各類圓柱、圓錐齒輪的幾何尺寸自動計算,二維工程圖以及三維模型的參數(shù)化建模,為齒輪機構的研究提供了高效、精確的基礎模型。
【圖文】：

己!.主.J.「刁齒輪傳動是機械運載系統(tǒng)中最為重要的一種傳動形式，廣泛應用于各類機械傳動機構。齒輪機構除了可以實現(xiàn)運動和動力的傳遞，并且與其他傳動裝置相比，具有傳動效率高、工作可靠性強、壽命長、傳動比準確、結構緊湊、適用的速度和傳遞功率范圍廣等特點。其傳動質(zhì)量直接影響或決定著機械產(chǎn)品的質(zhì)量與性能。按照兩齒輪軸線的相對位置，可將齒輪傳動類型分為:l)平行軸齒輪傳動，其中包括直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、人字齒輪、齒輪及齒條傳動，此種傳動方式多見于結構簡單的傳動結構;2)相交軸錐齒輪傳動，主要包括直齒錐齒輪和螺旋錐齒輪，其中前者已在諸如汽車差速器裝置中得到成熟的應用，而后者已越來越多的在工況條件更為惡劣、復雜的汽車后橋主減速器中得到應用，如圖l一1所示。

兩個相互嚙合的圓錐齒輪，只有與圓錐齒輪頂點等距離的各對應點刁‘互相嚙合，即圓錐齒輪齒廓應為球面漸開線。這是圓錐齒輪副嚙合的基本特點。圖2一2為一個基圓錐OAB在圓平面OP，Q上做純滾動時的情形。基圓錐上任一點，例如尸點與圓錐頂點口的距離保持不變，基圓錐OAB與圓平面OP口進行純滾動時，尸點的運動軌跡矛必在以。為球心、oP一R為半徑的球面上。尸點的運動軌跡尸P‘是一條球面上的曲線，，將其稱為球面漸開線。齒廓面上通過基圓錐母線oP‘的切平面也必然垂直于平面OP，Q。因此，平面oP譽就是通過母線口尸‘的法平面�？梢�，圓錐齒輪的齒廓面就是由一族相似的球面漸開線所組成，其中
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH132.41

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 何大志;潘毓學;張良;劉彬;;基于Y2280機床的弧齒錐齒輪實體建模[J];長春理工大學學報(自然科學版);2008年03期

2 鄂中凱,郭星輝,陳良玉,王延忠;弧齒錐齒輪的動態(tài)特性分析[J];東北工學院學報;1993年05期

3 許洪斌,張光輝,錢振明;分階式雙漸開線齒輪彎曲應力的光彈性試驗[J];重慶大學學報(自然科學版);1998年03期

4 薛春玉，郭懋林，嚴勇，吳忠明;某直升機螺旋傘齒輪三維光彈性應力分析[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;1995年05期

5 田行斌,方宗德;弧齒錐齒輪加工參數(shù)的全局優(yōu)化設計[J];航空動力學報;2000年01期

6 方宗德,楊宏斌,周彥偉,鄧效忠;高速弧齒錐齒輪動態(tài)嚙合質(zhì)量優(yōu)化[J];航空學報;2001年01期

7 方宗德,劉濤,鄧效忠;基于傳動誤差設計的弧齒錐齒輪嚙合分析[J];航空學報;2002年03期

8 劉輝,吳昌林,楊叔子;基于有限元法的斜齒輪體模態(tài)計算與分析[J];華中理工大學學報;1998年11期

9 張繼春;Pro/ENGINEER二次開發(fā)教程(1)[J];CAD/CAM與制造業(yè)信息化;2002年11期

10 唐進元;黃云飛;周超;盧延峰;;弧齒錐齒輪展成齒面的幾何建模[J];計算機仿真;2009年02期

相關碩士學位論文 前5條

1 李盛鵬;弧齒錐齒輪動頻率計算及接觸分析研究[D];西北工業(yè)大學;2006年

2 李源;航空減速器螺旋錐齒輪嚙合仿真分析[D];國防科學技術大學;2005年

3 馬延會;變傳動比限滑差速器的齒輪設計[D];武漢理工大學;2007年

4 黃海浪;漸開線直齒圓錐齒輪修形研究[D];武漢理工大學;2009年

5 張賀;雙圓弧齒輪齒端修形與冷精鍛成形技術研究[D];武漢理工大學;2009年

本文編號：2704409