本文關(guān)鍵詞：弧齒圓柱齒輪副的抗偏載研究

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【摘要】：由于齒輪傳動具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長、傳動比穩(wěn)定等優(yōu)點,其在機械傳動領(lǐng)域得到極其廣泛的應(yīng)用,但是在實際的生產(chǎn)實踐中,常因加工誤差、安裝誤差、受力變形等外部因素引起齒輪副偏載,從而導(dǎo)致齒輪的嚙合區(qū)域異常,嚴(yán)重制約了齒輪的承載能力。為避免傳動過程中齒輪副的偏載現(xiàn)象,一方面要提高齒輪的制造、安裝精度,加強傳動系統(tǒng)的支承剛度；另一方面根據(jù)齒輪在傳動過程中的嚙合方式,有針對性地對齒輪進行修形處理。本論文在研究齒輪的過程中探索應(yīng)用一種嚙合性能更加優(yōu)越的新型齒輪——漸開線弧齒圓柱齒輪,研究發(fā)現(xiàn)該弧齒圓柱齒輪獨特的幾何特征能夠有效地降低傳動過程中齒輪偏載的影響,從而減少了因齒輪偏載而引起的嚙合面應(yīng)力集中。論文利用空間幾何理論推導(dǎo)出漸開線弧齒圓柱齒輪的齒廓方程、齒面方程以及齒輪副嚙合線的表達式,并在此基礎(chǔ)上利用Autolisp編程在AutoCAD繪圖環(huán)境下對弧齒圓柱齒輪的齒面、嚙合線及齒面接觸線實現(xiàn)計算與圖形的繪制；從而說明本論文提出的漸開線弧齒圓柱齒輪副具有全齒寬接觸的特征。另外為完善弧齒圓柱齒輪的強度理論,推導(dǎo)出弧齒圓柱齒輪的輪齒彎曲強度和接觸疲勞強度的計算公式。論文首次解決了弧齒圓柱齒輪三維造型過程繁瑣的難題,建立快速、準(zhǔn)確的三維建模系統(tǒng)�；赩B實現(xiàn)了SolidWorks的二次開發(fā),通過漸開線齒形的程序繪制、不同截面的放樣成型,完成漸開線弧齒圓柱齒輪的自動建模,在給出相應(yīng)的參數(shù)后能夠快速生成齒輪的三維模型。論文基于弧齒圓柱齒輪獨特的幾何特征分析了弧齒圓柱齒輪抗偏載的原理,利用有限元仿真軟件模擬分析相同嚙合條件下弧齒、直齒、斜齒的齒面應(yīng)力情況,結(jié)果顯示弧齒圓柱齒輪能夠明顯改善齒輪副齒面的應(yīng)力狀態(tài),另外應(yīng)力分析結(jié)果顯示：弧齒圓柱齒輪具有明顯的抗偏載特性,修形后抗偏載特性增強。為驗證弧齒圓柱齒輪的抗偏載特性,設(shè)計出一套試驗裝置來驗證在偏載的情況下弧齒圓柱齒輪副的接觸區(qū)域。結(jié)果顯示：弧齒圓柱齒輪副能實現(xiàn)全齒寬接觸；在實際工況中存在安裝誤差的情況下,修形后的齒輪副的嚙合區(qū)域以齒面中間部分為主,對安裝誤差不敏感；標(biāo)準(zhǔn)的弧齒圓柱齒輪具有較好的抗偏載特性,進行輪齒凹齒面齒線圓弧半徑RTC略大于凸齒面齒線圓弧半徑RTV的修行后,抗偏載特性增強。
【關(guān)鍵詞】：弧齒圓柱齒輪 抗偏載 自動建模 有限元 修形
【學(xué)位授予單位】：揚州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-15
• 1.1 課題背景7-8
• 1.2 齒輪偏載的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢8-14
• 1.2.1 齒輪偏載的產(chǎn)生原因8-9
• 1.2.2 齒輪偏載的研究現(xiàn)狀9-14
• 1.3 論文研究的意義與內(nèi)容14
• 1.4 本章小結(jié)14-15
• 第二章 漸開線弧齒圓柱齒輪的幾何參數(shù)與強度計算15-33
• 2.1 弧齒圓柱齒輪的幾何參數(shù)15-20
• 2.1.1 弧齒圓柱齒輪的齒面方程15-17
• 2.1.2 弧齒圓柱齒輪副的接觸線方程17-19
• 2.1.3 重合度計算19-20
• 2.2 基于AutoLISP的齒面、接觸線的圖形化描述20-24
• 2.2.1 AutoLISP語言簡介20-21
• 2.2.2 齒面、接觸線圖形化描述21-24
• 2.3 弧齒圓柱齒輪的強度計算24-32
• 2.3.1 彎曲強度計算24-27
• 2.3.2 接觸疲勞強度計算27-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 漸開線弧齒圓柱齒輪三維參數(shù)化自動建模33-43
• 3.1 基于VB的SolidWorks自動建模方法33-34
• 3.2 弧齒圓柱齒輪自動建模34-38
• 3.2.1 弧齒圓柱齒輪的交互式建模34-36
• 3.2.2 自動建模方法36-37
• 3.2.3 自動建模流程37-38
• 3.3 帶修形弧齒圓柱齒輪的自動建模38-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第四章 漸開線弧齒圓柱齒輪副的抗偏載分析43-54
• 4.1 弧齒圓柱齒輪副嚙合幾何關(guān)系分析43-46
• 4.1.1 存在安裝誤差時弧齒圓柱齒輪副的嚙合狀況43-44
• 4.1.2 弧齒輪彈性變形量的計算44-45
• 4.1.3 修形后的弧齒輪副嚙合幾何關(guān)系45-46
• 4.2 理想的嚙合狀態(tài)下的弧齒圓柱齒輪副受力分析46-49
• 4.2.1 弧齒輪應(yīng)力狀態(tài)分析47-49
• 4.2.2 直齒輪、斜齒輪應(yīng)力狀態(tài)分析49
• 4.3 齒輪軸線不平行時齒輪副應(yīng)力分析49-51
• 4.4 弧齒輪齒線半徑修形51-53
• 4.4.1 修形后的應(yīng)力分析51-52
• 4.4.2 修形系數(shù)選擇范圍52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第五章 弧齒圓柱齒輪副抗偏載試驗54-62
• 5.1 弧齒圓柱齒輪副應(yīng)力狀態(tài)的試驗驗證54-60
• 5.1.1 試驗裝置設(shè)計55-57
• 5.1.2 試驗結(jié)果分析57-60
• 5.2 弧齒圓柱齒輪減速機的設(shè)計與試驗60-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 參考文獻64-68
• 附錄68-79
• 致謝79-80
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80-81

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本文編號：524493