本文關(guān)鍵詞：高階變性橢圓類齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)分析與仿真

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【摘要】：高階變性橢圓齒輪副是在橢圓齒輪的研究基礎(chǔ)上提出一種新型的非圓齒輪副,其結(jié)合了橢圓齒輪、高階橢圓齒輪和變性橢圓齒輪三者共同的傳動(dòng)特性,可用來傳遞變速運(yùn)動(dòng)和交變載荷,在工程機(jī)械、紡織機(jī)械、汽車、航空航天等領(lǐng)域,具有潛在的應(yīng)用前景。因此,對高階變性橢圓齒輪副的研究具有重要的理論意義。 本課題來源于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,主要目的是探索一種高階變性橢圓齒輪副的基本傳動(dòng)原理、橢圓類齒輪通用的設(shè)計(jì)方法、傳動(dòng)特性分析、靜力學(xué)分析以及振動(dòng)特性分析。依據(jù)齒輪嚙合原理,研究了高階變性橢圓齒輪副基本傳動(dòng)原理,推導(dǎo)了高階變性橢圓的節(jié)曲線方程,提取出高效精確獲取復(fù)雜節(jié)曲線的方法；依據(jù)齒條刀具范成法包絡(luò)齒輪的原理,實(shí)現(xiàn)了主從動(dòng)輪齒廓精確嚙合的仿真過程,在MATLAB中獲得的齒廓數(shù)據(jù)導(dǎo)入PRO/E中,形成齒廓樣條曲線,完成齒輪三維建模；分別推導(dǎo)了高階變性橢圓齒輪副的傳動(dòng)比、角加速度、壓力角、重合度和曲率半徑公式,分析了偏心率、變性系數(shù)和主從動(dòng)輪階數(shù)對高階變性橢圓齒輪副的傳動(dòng)特性的影響變化關(guān)系,揭示了高階變性橢圓齒輪副在各種參數(shù)影響下的運(yùn)動(dòng)學(xué)變化規(guī)律,將高階變性橢圓齒輪副與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)成組合機(jī)構(gòu),研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,獲得了運(yùn)動(dòng)學(xué)特性；建立了高階變性橢圓齒輪靜力學(xué)模型,推導(dǎo)了靜力學(xué)參數(shù)計(jì)算公式,討論了重要參數(shù)對高階變性橢圓齒輪靜力學(xué)的影響規(guī)律,獲得了靜力學(xué)特性,并推導(dǎo)高階變性橢圓齒輪輪齒的齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式；根據(jù)模態(tài)分析的原理,采用有限元分析軟件ANSYS Workbench,建立了高階變性橢圓齒輪有限元模型,進(jìn)行了有限元模態(tài)分析,對比分析偏心率和主從動(dòng)輪的階數(shù)重要參數(shù)對固有頻率、模態(tài)振型的影響規(guī)律,獲得了高階變性橢圓齒輪的固有振動(dòng)特性。
【關(guān)鍵詞】：高階變性橢圓齒輪 節(jié)曲線 齒廓 變傳動(dòng)比 模態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 目錄11-14
• 插圖清單14-16
• 表格清單16-17
• 第一章 緒論17-24
• 1.1 非圓齒輪傳動(dòng)技術(shù)17-19
• 1.2 非圓齒輪國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-22
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀19-20
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀20-22
• 1.2.3 高階變性橢圓齒輪研究現(xiàn)狀22
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容22-23
• 1.3.1 課題的來源22
• 1.3.2 課題研究目的22
• 1.3.3 課題主要研究內(nèi)容22-23
• 1.4 本章小結(jié)23-24
• 第二章 高階變性橢圓齒輪副的傳動(dòng)設(shè)計(jì)24-46
• 2.1 橢圓類齒輪副傳動(dòng)的基本原理24-29
• 2.1.1 橢圓齒輪副24-25
• 2.1.2 高階橢圓齒輪副25-27
• 2.1.3 變性橢圓齒輪副27-29
• 2.2 高階變性橢圓齒輪副29-36
• 2.2.1 節(jié)曲線的數(shù)學(xué)模型29-30
• 2.2.2 節(jié)曲線封閉的條件30-31
• 2.2.3 節(jié)曲線凹凸性31
• 2.2.4 根切校驗(yàn)31
• 2.2.5 壓力角校驗(yàn)31-32
• 2.2.6 重合度32-33
• 2.2.7 實(shí)現(xiàn)依據(jù)33-36
• 2.3 高階變性橢圓齒輪副齒廓設(shè)計(jì)36-44
• 2.3.1 解析法36-37
• 2.3.2 折算齒形法37
• 2.3.3 由加工求解齒廓37-39
• 2.3.4 高階變性橢圓齒輪齒廓的形成原理39-40
• 2.3.5 齒條刀具包絡(luò)的數(shù)學(xué)模型40-41
• 2.3.6 齒廓包絡(luò)線算法41-42
• 2.3.7 齒輪三維造型42-43
• 2.3.8 高階變性橢圓齒輪設(shè)計(jì)程序43-44
• 2.4 本章小結(jié)44-46
• 第三章 高階變性橢圓齒輪副的傳動(dòng)特性分析46-59
• 3.1 高階變性橢圓齒輪副的傳動(dòng)比分析46-49
• 3.1.1 傳動(dòng)比與偏心率k_1的關(guān)系47
• 3.1.2 傳動(dòng)比與變性系數(shù)m_(11)的關(guān)系47-48
• 3.1.3 傳動(dòng)比與從動(dòng)輪階數(shù)n_2的關(guān)系48-49
• 3.2 高階變性橢圓齒輪副的角加速度分析49-53
• 3.2.1 從動(dòng)輪的角加速度50
• 3.2.2 角加速度與偏心率k_1的關(guān)系50-51
• 3.2.3 角加速度與變性系數(shù)m_(11)的關(guān)系51-52
• 3.2.4 角加速度與從動(dòng)輪階數(shù)n_2的關(guān)系52-53
• 3.3 高階變性橢圓齒輪副的壓力角53-54
• 3.3.1 壓力角與偏心率k_1的關(guān)系53-54
• 3.4 高階變性橢圓齒輪副的重合度分析54-56
• 3.4.1 重合度與偏心率k_1的關(guān)系54-55
• 3.4.2 重合度與模數(shù)m的關(guān)系55
• 3.4.3 重合度與齒數(shù)z的關(guān)系55-56
• 3.5 高階變性橢圓類齒輪與其他機(jī)構(gòu)的組合應(yīng)用56-58
• 3.6 本章小結(jié)58-59
• 第四章 高階變性橢圓齒輪傳動(dòng)的靜力分析59-76
• 4.1 高階變性橢圓齒輪的輪齒受力分析60-61
• 4.2 高階變性橢圓齒輪副各力學(xué)參數(shù)的變化61-71
• 4.2.1 偏心率k_1與各力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系64-66
• 4.2.2 變性系數(shù)m_(11)與各靜力學(xué)參數(shù)的關(guān)系66-69
• 4.2.3 阻力矩T_2與各靜力學(xué)參數(shù)的關(guān)系69-71
• 4.3 高階變性橢圓齒輪副的強(qiáng)度分析71-75
• 4.3.1 高階變性橢圓齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度分析71-73
• 4.3.2 高階變性橢圓齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度分析73-75
• 4.4 本章小結(jié)75-76
• 第五章 高階變性橢圓齒輪的模態(tài)分析76-89
• 5.1 模態(tài)分析的原理76
• 5.2 高階變性橢圓齒輪模態(tài)分析的步驟76-79
• 5.3 單個(gè)高階變性橢圓齒輪模態(tài)分析79-84
• 5.3.1 階數(shù)n_1對單齒輪固有頻率的影響79-82
• 5.3.2 偏心率k_1對單齒輪固有頻率的影響82-84
• 5.4 高階變性橢圓齒輪副裝配體模態(tài)分析84-87
• 5.4.1 階數(shù)n_1、n_2對齒輪副裝配體固有頻率的影響84-85
• 5.4.2 偏心率k_1對裝配體齒輪固有頻率的影響85-87
• 5.5 本章小結(jié)87-89
• 第六章 總結(jié)與展望89-91
• 6.1 結(jié)論89
• 6.2 展望89-91
• 參考文獻(xiàn)91-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況94

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：591456