本文關(guān)鍵詞：新型環(huán)面漸開線齒輪傳動(dòng)應(yīng)力分析及試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：環(huán)面漸開線齒輪是一種對安裝誤差不敏感,無需修形就具有良好嚙合性能的新型齒輪,其接觸強(qiáng)度及彎曲強(qiáng)度是影響其使用壽命的重要因素,其傳動(dòng)應(yīng)力及試驗(yàn)的研究是推廣使用這種新型齒輪的基礎(chǔ)。本文以新型環(huán)面漸開線齒輪為研究對象,對其齒面接觸應(yīng)力及彎曲應(yīng)力進(jìn)行了研究,主要研究內(nèi)容如下。(1)根據(jù)環(huán)面漸開線齒輪的滾齒加工原理及齒輪嚙合原理建立環(huán)面漸開線齒輪的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)環(huán)面漸開線齒輪的數(shù)學(xué)模型對其幾何特性進(jìn)行分析,以MATLAB為平臺開發(fā)了環(huán)面漸開線齒輪幾何特性分析的圖形用戶界面。(2)建立標(biāo)準(zhǔn)安裝下的環(huán)面漸開線齒輪接觸數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行齒面接觸分析求出接觸軌跡。研究加工齒條刀具的主曲率及主方向,根據(jù)配對曲面間主曲率及主方向的關(guān)系,研究環(huán)面漸開線齒輪在不同接觸點(diǎn)處的主曲率及主方向,基于點(diǎn)接觸赫茲理論給出求解不同接觸點(diǎn)處的最大接觸應(yīng)力的計(jì)算方法。分析不同變位系數(shù)對輪齒齒形系數(shù)及應(yīng)力修正系數(shù)的影響,基于傳統(tǒng)的懸臂梁理論探討了不同環(huán)面半徑環(huán)面漸開線齒輪彎曲應(yīng)力初步的計(jì)算方法(3)根據(jù)環(huán)面漸開線齒輪的數(shù)學(xué)模型,建立其精確的三維模型,并對凸、凹環(huán)面齒輪副進(jìn)行空載干涉檢查。以標(biāo)準(zhǔn)安裝條件下平行軸凸、凹環(huán)面漸開線齒輪副為研究對象,利用Hyper Mesh及ABAQUS對其靜態(tài)及動(dòng)態(tài)傳動(dòng)應(yīng)力進(jìn)行有限元分析,并根據(jù)動(dòng)態(tài)有限元模型研究了環(huán)面漸開線齒輪的重合度。(4)設(shè)計(jì)環(huán)面漸開線齒輪靜態(tài)彎曲應(yīng)力試驗(yàn)臺,采用電測法研究了不同載荷作用下凸、凹環(huán)面漸開線齒輪齒頂加載時(shí)靜態(tài)彎曲應(yīng)力,并將試驗(yàn)測試結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果及有限元分析結(jié)果進(jìn)行對比分析,探討了試驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)面漸開線齒輪 幾何特性 接觸應(yīng)力 彎曲應(yīng)力 有限元分析 彎曲應(yīng)力試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 注釋表13-15
• 第一章 緒論15-22
• 1.1 論文研究背景及意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.2.1 齒面接觸應(yīng)力研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.2 齒根彎曲應(yīng)力研究現(xiàn)狀17-19
• 1.2.3 齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容20-22
• 第二章 環(huán)面漸開線齒輪齒面生成及幾何參數(shù)設(shè)計(jì)22-37
• 2.1 滾切加工原理22
• 2.2 齒條刀具的數(shù)學(xué)模型22-25
• 2.2.1 齒條刀具法向齒廓方程22-24
• 2.2.2 齒條刀具齒面方程24-25
• 2.3 凸、凹環(huán)面齒輪的數(shù)學(xué)模型25-26
• 2.4 環(huán)面漸開線齒輪幾何參數(shù)設(shè)計(jì)26-33
• 2.4.1 環(huán)面漸開線齒輪根切分析27-29
• 2.4.2 環(huán)面漸開線齒輪的尖化分析29-30
• 2.4.3 環(huán)面漸開線齒輪輪齒干涉分析30-33
• 2.5 基于幾何參數(shù)設(shè)計(jì)的GUI設(shè)計(jì)33-35
• 2.6 本章小結(jié)35-37
• 第三章 環(huán)面漸開線齒輪傳動(dòng)應(yīng)力的解析計(jì)算37-58
• 3.1 曲面第一和第二基本齊式37-38
• 3.1.1 第一基本齊式37
• 3.1.2 第二基本齊式37-38
• 3.2 曲面的主方向及主曲率38-39
• 3.3 環(huán)面齒輪主方向及主曲率39-44
• 3.3.1 環(huán)面漸開線齒輪接觸分析40-41
• 3.3.2 齒條刀具齒面的主方向及主曲率41-42
• 3.3.3 環(huán)面漸開線齒輪齒面的主方向及主曲率42-44
• 3.4 環(huán)面漸開線齒輪接觸應(yīng)力計(jì)算44-50
• 3.4.1 赫茲點(diǎn)接觸理論44-49
• 3.4.2 法向接觸力的計(jì)算49
• 3.4.3 環(huán)面漸開線齒輪最大接觸應(yīng)力計(jì)算流程49-50
• 3.5 環(huán)面漸開線齒輪齒根彎曲應(yīng)力計(jì)算50-57
• 3.5.1 不同變位系數(shù)輪齒齒形系數(shù)的計(jì)算51-53
• 3.5.2 不同變位系數(shù)輪齒應(yīng)力修正系數(shù)的計(jì)算53-56
• 3.5.3 環(huán)面齒輪的齒根彎曲應(yīng)力計(jì)算56-57
• 3.6 本章小結(jié)57-58
• 第四章 環(huán)面漸開線齒輪傳動(dòng)應(yīng)力的有限元分析58-75
• 4.1 環(huán)面齒輪的精確建模58-60
• 4.1.1 環(huán)面齒輪的實(shí)體建模58-59
• 4.1.2 虛擬裝配及動(dòng)態(tài)干涉檢查59-60
• 4.2 有限元分析基礎(chǔ)60-62
• 4.2.1 有限元法基本思想60
• 4.2.2 接觸問題有限元法60-61
• 4.2.3 接觸界面條件61-62
• 4.3 環(huán)面齒輪有限元分析前處理62-63
• 4.4 環(huán)面齒輪靜態(tài)有限元分析63-68
• 4.4.1 靜態(tài)單齒模型的分析步設(shè)置63-64
• 4.4.2 定義接觸對64
• 4.4.3 定義載荷及邊界條件64
• 4.4.4 理論與有限元方法對比分析64-68
• 4.5 環(huán)面齒輪動(dòng)態(tài)有限元分析68-74
• 4.5.1 顯式時(shí)間積分算法69
• 4.5.2 多齒動(dòng)態(tài)接觸分析69-70
• 4.5.3 動(dòng)態(tài)嚙合結(jié)果分析70-73
• 4.5.4 環(huán)面齒輪重合度分析73-74
• 4.6 本章小結(jié)74-75
• 第五章 環(huán)面漸開線齒輪彎曲應(yīng)力試驗(yàn)75-82
• 5.1 試驗(yàn)臺設(shè)計(jì)75-76
• 5.2 測試原理76-78
• 5.2.1 應(yīng)變片76-78
• 5.2.2 無線靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)78
• 5.3 試驗(yàn)步驟78-79
• 5.4 試驗(yàn)結(jié)果分析79-81
• 5.5 本章小結(jié)81-82
• 第六章 總結(jié)與展望82-84
• 6.1 論文總結(jié)82-83
• 6.2 論文后續(xù)展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 致謝88-89
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文89

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本文編號：500867