本文關(guān)鍵詞：空間曲線嚙合齒輪的強(qiáng)度研究

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【摘要】：本課題組多年來(lái)一直致力于研究一種基于空間曲線嚙合原理的新型齒輪,即空間曲線嚙合齒輪。在前期的研究中,空間曲線嚙合齒輪主要定位于微型／微小型機(jī)械裝置的應(yīng)用場(chǎng)合。本文是以該新型齒輪為研究對(duì)象,主要對(duì)其強(qiáng)度問(wèn)題進(jìn)行研究,包括：彎曲靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度,以便為空間曲線嚙合齒輪在常規(guī)工業(yè)中的應(yīng)用提供設(shè)計(jì)理論論據(jù)。本文完成的主要內(nèi)容有： 首先,基于課題組前期的一些研究成果,本文針對(duì)其應(yīng)力集中現(xiàn)象建立了其鉤桿根部最大應(yīng)力的理論計(jì)算模型,通過(guò)有限元分析方法計(jì)算了其鉤桿根部最大應(yīng)力的實(shí)際值,分析了四個(gè)影響應(yīng)力集中的因素：空間曲線嚙合齒輪的螺旋升角、空間曲線嚙合齒輪的過(guò)渡圓角、空間曲線嚙合齒輪的鉤桿直徑和空間曲線嚙合齒輪的螺旋半徑,結(jié)果表明了前二者為其主要影響因素,并給定了一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例,驗(yàn)證了本文給出的應(yīng)力集中系數(shù)的計(jì)算模型的正確性,同時(shí)給出了相應(yīng)的降低應(yīng)力集中系數(shù)的措施。 其次,針對(duì)空間曲線嚙合齒輪鉤桿的截面形狀進(jìn)行了一定的優(yōu)化,采用了優(yōu)于圓截面的橢圓環(huán)面作為鉤桿的截面形狀,并建立了空間曲線嚙合齒輪主、從動(dòng)鉤桿截面彎曲強(qiáng)度的力學(xué)模型,基于等強(qiáng)度設(shè)計(jì)原則,給定了相應(yīng)的設(shè)計(jì)公式,并通過(guò)一個(gè)空間曲線嚙合齒輪的彎曲等強(qiáng)度設(shè)計(jì)實(shí)例,驗(yàn)證了本文提出的等強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式的正確性,同時(shí)給出了一個(gè)與直齒錐齒輪的彎曲強(qiáng)度的比較實(shí)例,該實(shí)例表明了空間曲線嚙合齒輪完全可以像直齒錐齒輪那樣應(yīng)用于常規(guī)工業(yè)傳動(dòng)場(chǎng)合。 再次,針對(duì)空間曲線嚙合齒輪的疲勞強(qiáng)度問(wèn)題進(jìn)行了研究,分析了空間曲線嚙合齒輪的彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力,介紹了三種疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：極限應(yīng)力線圖法、P-S-N曲線圖法和疲勞累積損傷法,給出了一個(gè)以P-S-N曲線圖法為準(zhǔn)則的設(shè)計(jì)實(shí)例。 最后,在上述的研究基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了空間曲線嚙合齒輪的可靠性設(shè)計(jì)問(wèn)題,把應(yīng)力——強(qiáng)度干涉模型應(yīng)用于空間曲線嚙合齒輪的靜強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)中,把威布爾分布應(yīng)用于空間曲線嚙合齒輪的疲勞強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)中,為空間曲線嚙合齒輪的可靠性設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：空間曲線嚙合齒輪 應(yīng)力集中 彎曲靜強(qiáng)度 疲勞強(qiáng)度 可靠性設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 課題來(lái)源11
• 1.2 課題研究的背景與意義11-12
• 1.3 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 課題組的研究進(jìn)展14-18
• 1.4.1 正交軸的空間曲線嚙合齒輪的嚙合方程14-15
• 1.4.2 任意角度交叉軸的空間曲線嚙合齒輪的嚙合方程15-16
• 1.4.3 空間曲線嚙合齒輪的重合度及彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則16-17
• 1.4.4 空間曲線嚙合齒輪的制造技術(shù)17-18
• 1.5 課題的創(chuàng)新性及需要解決的問(wèn)題18-20
• 1.5.1 課題的獨(dú)創(chuàng)性與新穎性18-19
• 1.5.2 本課題需要解決的問(wèn)題19-20
• 1.6 本文主要研究?jī)?nèi)容20-22
• 第二章 空間曲線嚙合齒輪應(yīng)力集中的研究22-36
• 2.1 引言22
• 2.2 空間曲線嚙合方程22-24
• 2.3 空間曲線嚙合齒輪主動(dòng)鉤桿根部最大應(yīng)力的力學(xué)建模24-27
• 2.4 應(yīng)力集中系數(shù)的求取27-34
• 2.4.1 應(yīng)力集中系數(shù)的定義27-28
• 2.4.2 應(yīng)力集中系數(shù)的有限元求法28-31
• 2.4.3 影響空間曲線嚙合齒輪應(yīng)力集中的因素分析31-33
• 2.4.4 應(yīng)力集中系數(shù)的選取33-34
• 2.4.5 減少應(yīng)力集中的措施34
• 2.5 實(shí)例計(jì)算34-35
• 2.6 本章小結(jié)35-36
• 第三章 空間曲線嚙合齒輪的彎曲等強(qiáng)度設(shè)計(jì)36-58
• 3.1 引言36-37
• 3.2 空間曲線嚙合齒輪鉤桿截面形狀的優(yōu)化設(shè)計(jì)37-40
• 3.3 主、從動(dòng)鉤桿截面彎曲強(qiáng)度的力學(xué)模型40-46
• 3.3.1 主、從動(dòng)鉤桿的接觸線方程40-41
• 3.3.2 主動(dòng)鉤桿彎曲強(qiáng)度的力學(xué)模型41-44
• 3.3.3 從動(dòng)鉤桿彎曲強(qiáng)度的力學(xué)模型44-46
• 3.4 主、從動(dòng)鉤桿的彎曲等強(qiáng)度設(shè)計(jì)46-49
• 3.5 實(shí)例計(jì)算49-56
• 3.5.1 主、從動(dòng)鉤桿等強(qiáng)度設(shè)計(jì)實(shí)例49-53
• 3.5.2 空間曲線嚙合輪與錐齒輪的彎曲強(qiáng)度比較實(shí)例53-56
• 3.6 本章小結(jié)56-58
• 第四章 空間曲線嚙合齒輪的疲勞壽命研究58-76
• 4.1 引言58
• 4.2 疲勞強(qiáng)度的定義58
• 4.3 空間曲線嚙合齒輪的應(yīng)力分析58-64
• 4.3.1 空間曲線嚙合齒輪彎曲應(yīng)力分析59
• 4.3.2 空間曲線嚙合齒輪的接觸應(yīng)力分析59-64
• 4.4 空間曲線嚙合齒輪疲勞壽命設(shè)計(jì)準(zhǔn)則64-73
• 4.4.1 極限應(yīng)力線圖法65-69
• 4.4.2 P-S-N曲線圖法69-71
• 4.4.3 疲勞累積損傷法71-73
• 4.5 實(shí)例計(jì)算73-75
• 4.6 本章小結(jié)75-76
• 第五章 空間曲線嚙合齒輪的可靠性設(shè)計(jì)76-85
• 5.1 引言76
• 5.2 可靠性機(jī)械設(shè)計(jì)與常規(guī)機(jī)械設(shè)計(jì)的比較76-77
• 5.3 空間曲線嚙合齒輪的靜強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)77-81
• 5.3.1 應(yīng)力——強(qiáng)度干涉模型77-81
• 5.3.2 實(shí)例計(jì)算81
• 5.4 空間曲線嚙合齒輪的疲勞強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)81-84
• 5.4.1 空間曲線嚙合齒輪疲勞強(qiáng)度的威布爾分布81-83
• 5.4.2 計(jì)算實(shí)例83-84
• 5.5 本章小結(jié)84-85
• 結(jié)論與展望85-87
• 參考文獻(xiàn)87-95
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文95-97
• 致謝97-98
• 附件98

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1060492