本文選題：螺旋錐齒輪 + 球面漸開線�。� 參考：《吉林大學》2011年碩士論文

【摘要】：作為機械傳動基礎(chǔ)元件的螺旋錐齒輪,其特點是噪音小、承載能力高、重疊系數(shù)大等,且可傳遞兩交錯或相交軸間的運動。因此螺旋錐齒輪被廣泛地應(yīng)用在航空、航天、汽車、礦山機械、機床儀表、工程機械等工業(yè)部門。在齒輪傳動領(lǐng)域中,螺旋錐齒輪屬于設(shè)計、制造最為復雜、技術(shù)最難掌握的種類。由于螺旋錐齒輪的理想齒廓線為球面漸開線,球面漸開線無法在平面中展開,因此退而采用工程近似的辦法；并追求刀具設(shè)計、制造簡單,以直線刀刃回轉(zhuǎn)形成的圓錐面構(gòu)成切齒刀盤切削表面,用以包絡(luò)展成銑削齒面。如此切制的螺旋錐齒輪齒形不是球面漸開線,在加工原理上產(chǎn)生了誤差,造成兩齒面不能實現(xiàn)正確嚙合,出現(xiàn)諸如接觸區(qū)不良、噪音加大、強度下降等問題。 本文運用一種新的螺旋錐齒輪加工方法——產(chǎn)形線法進行螺旋錐齒輪的設(shè)計,這種新型加工方法與以往的傳統(tǒng)加工方法相比有很大的不同。其理論是從球面漸開線的生成原理出發(fā),利用Q平面與基圓錐做相對純滾動,并保持一定的轉(zhuǎn)速比關(guān)系：ω/ω1=sinδb,則Q平面內(nèi)的刀刃就會在基圓錐上展成切削出標準的球面漸開線螺旋錐齒輪齒廓曲面。這種螺旋錐齒輪具有傳動穩(wěn)定、承載能力強以及噪音小等良好的球面漸開線嚙合特性。 本文的研究內(nèi)容如下： 1.介紹國內(nèi)外螺旋錐齒輪的發(fā)展現(xiàn)狀,以及本課題的研究背景及意義。 2.深入分析錐齒輪的嚙合原理以及產(chǎn)形線切齒法及其特點。運用產(chǎn)形線法設(shè)計出的螺旋錐齒輪不會出現(xiàn)理論誤差,極大的提高了螺旋錐齒輪的各方面性能。 3.進行斜齒錐齒輪和準雙曲線齒輪的輪坯設(shè)計,詳細的介紹了運用產(chǎn)形線法加工的螺旋錐齒輪的幾何參數(shù)的設(shè)計。運用catia建立球面漸開線齒面廓形的螺旋錐齒輪的三維模型并介紹建立模型的方法。 4.完成螺旋錐齒輪強度剛度設(shè)計計算,對比不同齒線螺旋錐齒輪的強度,通過理論計算得出了斜齒錐齒輪可以替代弧齒錐齒輪的結(jié)論。運用有限元軟件ANSYS分析斜齒錐齒輪的齒根彎曲應(yīng)力以及齒面接觸應(yīng)力,運用石川公式計算螺旋錐齒輪的剛度并利用matlab編程繪制出大小齒輪的剛度曲線以及綜合剛度曲線。 5.通過掌握螺旋錐齒輪接觸區(qū)的變化規(guī)律,進而完成對螺旋錐齒輪齒面接觸區(qū)的設(shè)計和控制。
[Abstract]:Spiral bevel gears, which are the basic components of mechanical transmission, are characterized by low noise, high load-carrying capacity, large overlap coefficient, and can transfer the motion between two staggered or intersecting shafts. Therefore, spiral bevel gears are widely used in aviation, aerospace, automobile, mining machinery, machine tool instruments, construction machinery and other industrial sectors. In the field of gear transmission, spiral bevel gear is one of the most complicated and difficult technology in design and manufacture. Because the ideal tooth profile of spiral bevel gear is spherical involute, the spherical involute can not be expanded in the plane, so the engineering approximate method is adopted, and the tool design is pursued and the manufacture is simple. The cutting surface of the cutter is formed by the conical surface formed by the rotation of the straight blade, which is used to envelop the tooth surface. The tooth shape of the helical bevel gear thus cut is not a spherical involute, which causes errors in the machining principle, resulting in two tooth surfaces that cannot be meshed correctly, such as bad contact area, increased noise, and decreased intensity, and so on. In this paper, a new machining method of spiral bevel gear, production line method, is used to design spiral bevel gear. This new machining method is quite different from the traditional machining method. The theory is based on the generating principle of spherical involute, using Q plane and base cone to make relative pure rolling. Then the blade in the Q plane will be cut into a standard spherical involute spiral bevel gear tooth profile surface on the base cone by maintaining a certain rotational speed ratio: 蠅 / 蠅 1=sin 未 b. The spiral bevel gear has good meshing characteristics of spherical involute such as stable transmission, strong bearing capacity and low noise. The contents of this paper are as follows: 1. This paper introduces the development of spiral bevel gears at home and abroad, as well as the research background and significance of this subject. 2. The meshing principle of bevel gear and its characteristics are analyzed. The spiral bevel gear designed by the production line method has no theoretical error and greatly improves the performance of the spiral bevel gear. 3. The blank design of helical bevel gear and quasi hyperbolic gear is carried out, and the geometric parameters of spiral bevel gear machined by production line method are introduced in detail. The three-dimensional model of spiral bevel gear with spherical involute profile is established by catia and the method of modeling is introduced. 4. The strength and stiffness design of spiral bevel gear is completed and the strength of spiral bevel gear with different tooth lines is compared. The conclusion that helical bevel gear can be replaced by arc bevel gear is obtained by theoretical calculation. The bending stress and contact stress of helical bevel gear are analyzed by finite element software ANSYS. The stiffness of spiral bevel gear is calculated by Shi Chuan formula and the stiffness curve and comprehensive stiffness curve of big and small gears are drawn by matlab programming. 5. The contact zone of spiral bevel gear is designed and controlled by mastering the changing law of the contact area of spiral bevel gear.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH132.41

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本文編號：1812368