純滾動單圓弧齒輪的理論分析及運動仿真
發(fā)布時間:2021-02-18 16:47
目前普遍應用的共軛曲線齒輪和非共軛曲線齒輪在嚙合時均存在相對滑動,由此易產(chǎn)生齒面磨損、膠合、塑性變形等問題。本論文為解決上述問題設計了一種僅在節(jié)點處嚙合(無相對滑動)的點嚙合制新型齒輪,此新型齒輪(純滾動單圓弧齒輪)在傳動過程中相互嚙合的齒廓之間始終保持純滾動接觸。依據(jù)上述設計初衷,運用輔助齒條成形齒面的原理形成純滾動單圓弧齒輪的齒面。以建立包絡齒廓方程為基礎,結合坐標變換原理和嚙合點條件表達式推導出純滾動凸齒輪和純滾動凹齒輪的齒面方程表達式,以及齒面工作線和嚙合線的方程式。凸齒輪和凹齒輪的齒面工作線均為螺旋線,嚙合線則為過節(jié)點且平行于齒輪回轉軸線的一條直線。討論了齒輪變位時嚙合點的變化情況,通過分析中心距無誤差和中心距有誤差兩種情況下純滾動單圓弧齒輪的運動特性發(fā)現(xiàn),雖然在中心距有誤差的情況下嚙合點不在節(jié)點,但在嚙合點處產(chǎn)生的滑動速度非常小,可有效地避免在重載荷時齒面發(fā)生過度的磨損和膠合。運用SolidWorks軟件分別對純滾動凸齒輪和純滾動凹齒輪進行建模并裝配。在此基礎上用SolidWorks軟件中的運動仿真插件COSMOSMotion對模型的裝配體進行運動仿真,將仿真得到的數(shù)據(jù)曲線...
【文章來源】:南京林業(yè)大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
所圖1-1常見漸開線直齒輪嚙合示意圖
人們就一直試圖研究和尋求比漸開線更優(yōu)越的齒廓,點嚙合圓弧齒輪即屬于一種新的嚙合制。其將漸開線齒輪輪齒的凸面與凸面相接觸,改變成齒廓使凸圓弧齒廓與凹圓弧齒廓相嚙合,以增大誘導法曲率半徑,提高接觸強度[9]。1922 年,Vichers-Bostock-Bramley 提出凸、凹齒面相嚙合的齒輪傳動。其齒形廓是擺線,凸齒是長幅外擺線,凹齒是長幅內(nèi)擺線,在端面內(nèi)具有重合度。由于相廓具有很大的相對曲率半徑,齒面接觸應力比漸開線齒輪小得多。但這種齒輪由頂厚很小,齒頂彎曲強度較弱,在一次遠航中發(fā)生斷齒事故,從而限制了 VBB用[9]。1956 年,前蘇聯(lián)的諾維柯夫從點嚙合傳動原理出發(fā),發(fā)明了一種端面內(nèi)主從動齒別為凸、凹圓弧的點嚙合圓弧齒輪,為制造方便建議采用法面齒廓為圓弧。齒kov 齒廓很接近,所以國際上統(tǒng)稱為 W-N 齒輪[10]。它是以凸凹齒面相接觸進行嚙具有很大的相對曲率半徑,接觸強度高。早期的單圓弧齒輪彎曲強度較低,在加廠同一模數(shù)的一對齒輪時,需要兩把滾刀工帶來諸多不便,為克服上述缺點,蘇聯(lián)科學家首先提出了公切型雙圓弧齒輪,廓的凸凹齒廓用公切線相連,凸凹連接過渡部分實際是由滾刀的直線刃加工制成一對齒輪嚙合過渡齒面之間的間隙很小,承載齒面經(jīng)過輕微跑合磨損后將導致過,不可避免地引發(fā)該區(qū)早期點蝕,它是產(chǎn)生后期疲勞斷齒的裂紋源[9]。
圖 2-1 坐標的平移坐標系 S1(O1-X1Y1Z1)和坐標系 S(O-XYZ),坐標系中的坐標為 (a, b,0)。已知任一點M S 坐標系中的坐標為 ( x ,y,0)。由解析幾何學111abx xy yz z = + = + = : = + + = + + = + + 00101b110a11111111zxyzyxyxxy陣形式:
【參考文獻】:
期刊論文
[1]齒輪輪齒齒廓的研究進展[J]. 樊智敏. 青島科技大學學報(自然科學版). 2003(S1)
[2]雙漸開線齒輪振動特性的試驗研究[J]. 樊智敏,張光輝. 機械科學與技術. 2002(05)
[3]齒輪純滾動嚙合的原理與實現(xiàn)[J]. 黃小平,黃愛蘋,黃錫愷. 機械傳動. 2001(03)
[4]分階式雙漸開線齒輪的光彈試驗與彎曲強度試驗研究[J]. 許洪斌,張光輝,加藤正名. 機械工程學報. 2000(08)
[5]雙漸開線齒輪最小齒數(shù)的研究[J]. 樊智敏,張光輝. 重慶大學學報(自然科學版). 1998(06)
[6]分階式雙漸開線齒輪[J]. 張光輝,許洪斌,龍慧. 機械工程學報. 1995(06)
[7]齒輪傳動技術的現(xiàn)狀和展望[J]. 唐定國,陳國民. 機械工程學報. 1993 (05)
本文編號:3039820
【文章來源】:南京林業(yè)大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
所圖1-1常見漸開線直齒輪嚙合示意圖
人們就一直試圖研究和尋求比漸開線更優(yōu)越的齒廓,點嚙合圓弧齒輪即屬于一種新的嚙合制。其將漸開線齒輪輪齒的凸面與凸面相接觸,改變成齒廓使凸圓弧齒廓與凹圓弧齒廓相嚙合,以增大誘導法曲率半徑,提高接觸強度[9]。1922 年,Vichers-Bostock-Bramley 提出凸、凹齒面相嚙合的齒輪傳動。其齒形廓是擺線,凸齒是長幅外擺線,凹齒是長幅內(nèi)擺線,在端面內(nèi)具有重合度。由于相廓具有很大的相對曲率半徑,齒面接觸應力比漸開線齒輪小得多。但這種齒輪由頂厚很小,齒頂彎曲強度較弱,在一次遠航中發(fā)生斷齒事故,從而限制了 VBB用[9]。1956 年,前蘇聯(lián)的諾維柯夫從點嚙合傳動原理出發(fā),發(fā)明了一種端面內(nèi)主從動齒別為凸、凹圓弧的點嚙合圓弧齒輪,為制造方便建議采用法面齒廓為圓弧。齒kov 齒廓很接近,所以國際上統(tǒng)稱為 W-N 齒輪[10]。它是以凸凹齒面相接觸進行嚙具有很大的相對曲率半徑,接觸強度高。早期的單圓弧齒輪彎曲強度較低,在加廠同一模數(shù)的一對齒輪時,需要兩把滾刀工帶來諸多不便,為克服上述缺點,蘇聯(lián)科學家首先提出了公切型雙圓弧齒輪,廓的凸凹齒廓用公切線相連,凸凹連接過渡部分實際是由滾刀的直線刃加工制成一對齒輪嚙合過渡齒面之間的間隙很小,承載齒面經(jīng)過輕微跑合磨損后將導致過,不可避免地引發(fā)該區(qū)早期點蝕,它是產(chǎn)生后期疲勞斷齒的裂紋源[9]。
圖 2-1 坐標的平移坐標系 S1(O1-X1Y1Z1)和坐標系 S(O-XYZ),坐標系中的坐標為 (a, b,0)。已知任一點M S 坐標系中的坐標為 ( x ,y,0)。由解析幾何學111abx xy yz z = + = + = : = + + = + + = + + 00101b110a11111111zxyzyxyxxy陣形式:
【參考文獻】:
期刊論文
[1]齒輪輪齒齒廓的研究進展[J]. 樊智敏. 青島科技大學學報(自然科學版). 2003(S1)
[2]雙漸開線齒輪振動特性的試驗研究[J]. 樊智敏,張光輝. 機械科學與技術. 2002(05)
[3]齒輪純滾動嚙合的原理與實現(xiàn)[J]. 黃小平,黃愛蘋,黃錫愷. 機械傳動. 2001(03)
[4]分階式雙漸開線齒輪的光彈試驗與彎曲強度試驗研究[J]. 許洪斌,張光輝,加藤正名. 機械工程學報. 2000(08)
[5]雙漸開線齒輪最小齒數(shù)的研究[J]. 樊智敏,張光輝. 重慶大學學報(自然科學版). 1998(06)
[6]分階式雙漸開線齒輪[J]. 張光輝,許洪斌,龍慧. 機械工程學報. 1995(06)
[7]齒輪傳動技術的現(xiàn)狀和展望[J]. 唐定國,陳國民. 機械工程學報. 1993 (05)
本文編號:3039820
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