本課題基于齒輪傳動的嚙合原理和彈性接觸理論等基礎(chǔ)知識,結(jié)合面齒輪齒面的載荷分配規(guī)律分析面齒輪的承載情況,研究、建立面齒輪傳動的強度設(shè)計方法,開展面齒輪的強度計算。以嚙合原理為基礎(chǔ),結(jié)合面齒輪的幾何特征,考慮到曲面接觸材料的相關(guān)性質(zhì),基于赫茲彈性接觸力學(xué)進行曲面彈性接觸量的計算,結(jié)合接觸橢圓相關(guān)性質(zhì)進而獲得非共軛點接觸面齒輪接觸應(yīng)力的計算公式;通過數(shù)值求解齒面的非線性方程得到面齒輪齒面上的離散點并將其導(dǎo)入三維建模軟件Pro/E中建立面齒輪的幾何模型;利用有限元軟件ANSYS Workbench對所建立面齒輪嚙合傳動的幾何模型進行動態(tài)接觸分析而得到面齒輪傳動的最大接觸應(yīng)力;然后將由解析法獲得的數(shù)據(jù)與有限元法數(shù)據(jù)進行對比分析以判斷解析法公式的正確性。借鑒懸臂梁彎曲應(yīng)力的拋物線法構(gòu)建面齒輪輪齒彎曲應(yīng)力的解析模型,開展非共軛點接觸面齒輪齒根彎曲疲勞強度分析,確定沿面齒輪齒寬由大端到小端方向不同截面上的齒寬比對面齒輪齒根彎曲應(yīng)力的影響因數(shù);依據(jù)有限元基本理論對點接觸面齒輪的三齒幾何模型進行有限元分析;根據(jù)有限元分析結(jié)果對面齒輪彎曲應(yīng)力基本公式進行修正得到面齒輪齒根彎曲應(yīng)力計算公式。根據(jù)閃溫法計算理論和面齒輪嚙合傳動的幾何特點,推導(dǎo)出面齒輪傳動中面齒輪瞬時溫升計算公式;研究載荷、轉(zhuǎn)速和齒差分別對面齒輪傳動瞬時溫升的影響;為確保面齒輪傳動的抗膠合強度則考慮了齒輪輪齒在整個嚙合過程中的最大瞬時接觸溫度來判定安全系數(shù)。采用電阻應(yīng)變測量法測量正交面齒輪傳動輪齒彎曲疲勞強度,在測量時針對最大齒根彎曲應(yīng)力出現(xiàn)位置,在齒根處布置幾組測試點,這些測試點要在保證齒輪正常嚙合的前提下測出齒輪齒根處所受的最大齒根彎曲應(yīng)力值。依據(jù)試驗值對面齒輪齒根彎曲應(yīng)力解析法公式驗證,從而得到接近工程實際的非共軛點接觸面齒輪齒根彎曲應(yīng)力的計算公式。
【學(xué)位單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH132.41
【部分圖文】：

的幾何設(shè)計原理輪完全一樣的復(fù)制品，即具有輪與面齒輪嚙合的準確模擬，形避免地會出現(xiàn)安裝誤差因此這工不是利用與小齒輪完全一樣齒刀具加工而成，因此加工出兩齒面之間的接觸印痕形成點觸痕跡限制在局部的要求，需1 要多 1~3 個，而插齒刀具的安，小齒輪與插齒刀具兩齒廓的

(c)面齒輪與小齒輪嚙合線圖 2.2 嚙合線運動結(jié)構(gòu)簡圖如圖 2.3(a)所示，插齒齒輪的滾比作回轉(zhuǎn)運動完成了工程實面齒輪發(fā)生嚙合來建立面齒輪傳動的變換從而獲得面齒輪齒面。建立坐標(biāo)系，如圖 2.3(b)所示，mS 和 Sp分2S 分別為隨刀具和面齒輪一同轉(zhuǎn)動的兩線，而 Zm和 Zs同為插齒刀的旋轉(zhuǎn)軸和2 分別為在加工過程中隨時間而發(fā)

(c)面齒輪與小齒輪嚙合線圖 2.2 嚙合線2 面齒輪的齒面結(jié)構(gòu)插齒刀加工面齒輪的運動結(jié)構(gòu)簡圖如圖 2.3(a)所示，插齒刀沿其自身軸線方向運動的同時根據(jù)與面齒輪的滾比作回轉(zhuǎn)運動完成了工程實際中的面齒輪插齒加讓刀具模擬小齒輪與面齒輪發(fā)生嚙合來建立面齒輪傳動的加工坐標(biāo)系，基于插線齒面方程通過坐標(biāo)變換從而獲得面齒輪齒面。（1）加工坐標(biāo)系的建立建立面齒輪插齒加工坐標(biāo)系，如圖 2.3(b)所示，mS 和 Sp分別為與刀具和面齒輪固定坐標(biāo)系；sS 和2S 分別為隨刀具和面齒輪一同轉(zhuǎn)動的兩個動坐標(biāo)系；Zp和加工面齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線，而 Zm和 Zs同為插齒刀的旋轉(zhuǎn)軸線。mr 為旋轉(zhuǎn)軸線 Z線 Z2的軸交角，s 和2 分別為在加工過程中隨時間而發(fā)生變化的插齒刀旋轉(zhuǎn)齒輪旋轉(zhuǎn)角度。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 石照耀;鹿曉寧;陳昌鶴;林家春;;面齒輪單面嚙合測量儀的研制[J];儀器儀表學(xué)報;2013年12期

2 郁晗;;齒輪接觸應(yīng)力和溫度場分析[J];機械工程與自動化;2013年05期

3 鄒翔;王三民;袁茹;;面齒輪彎曲應(yīng)力有限元分析及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測[J];機械傳動;2013年03期

4 唐進元;劉艷平;;Loaded multi-tooth contact analysis and calculation for contact stress of face-gear drive with spur involute pinion[J];Journal of Central South University;2013年02期

5 王延忠;王樹;田志敏;呂慶軍;戈紅霞;張祖智;;面齒輪傳動加載接觸分析研究[J];機械傳動;2012年10期

6 唐進元;劉艷平;;直齒面齒輪加載嚙合有限元仿真分析[J];機械工程學(xué)報;2012年05期

7 王延忠;龔康;吳燦輝;;航空面齒輪傳動接觸應(yīng)力計算方法研究[J];機床與液壓;2011年21期

8 李政民卿;朱如鵬;;面齒輪傳動的承載接觸分析[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報;2010年02期

9 方宗德;曹雪梅;沈云波;;弧線齒面齒輪的齒面設(shè)計與加工[J];航空動力學(xué)報;2010年01期

10 王延忠;吳燦輝;葛旭陽;張俐;;面齒輪滾刀基本蝸桿的設(shè)計方法[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2009年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 董輝立;油潤滑漸開線斜齒輪摩擦動力學(xué)特性及疲勞壽命預(yù)估[D];北京理工大學(xué);2014年

2 齊立群;空間齒輪傳動系統(tǒng)接觸動力學(xué)及相關(guān)問題研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

3 靳廣虎;正交面齒輪傳動的強度與動力學(xué)特性分析研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 宋青鵬;重載齒輪膠合性能及影響因素研究[D];西南交通大學(xué);2016年

2 劉艷平;直齒—面齒輪加載接觸分析及彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力計算方法研究[D];中南大學(xué);2012年

3 侯寅;基于赫茲接觸應(yīng)力分布的面齒輪傳動彎曲應(yīng)力有限元分析[D];南京航空航天大學(xué);2009年

4 黃麗娟;面齒輪傳動的齒面生成和彎曲應(yīng)力分析[D];南京航空航天大學(xué);2007年

5 潘朝飛;正交面齒輪傳動應(yīng)力的有限元分析[D];南京航空航天大學(xué);2006年

6 靳廣虎;正交面齒輪傳動齒面溫升的計算機輔助分析[D];南京航空航天大學(xué);2002年

本文編號：2814718