【摘要】：齒輪傳動為機械行業(yè)的重要傳動方式之一。隨著機械行業(yè)的發(fā)展，工程中對齒輪傳動的要求越來越高，變厚齒輪由于其各種優(yōu)勢被逐步應(yīng)用到了各個行業(yè)中。變厚齒輪輪齒外形類似于錐齒輪，故可通過軸向的移動來消除傳動間隙，實現(xiàn)精密傳動。變厚齒輪可用于平行軸、相交軸以及交錯軸傳動，但變厚齒輪在相交軸及交錯軸傳動時，齒面嚙合方式為點接觸，承載能力較線接觸嚙合弱，因此，對變厚齒輪傳動的可靠性進(jìn)行研究具有重要意義。 目前對變厚齒輪可靠性研究的文獻(xiàn)較少。研究變厚齒輪的可靠性，必須要對其嚙合時所受應(yīng)力及強度進(jìn)行計算，而變厚齒輪不同的端截面參數(shù)不同，且傳統(tǒng)漸開線齒輪傳動嚙合方式均為線接觸，故其計算方法不適用于變厚齒輪。本文對相交軸變厚齒輪傳動的接觸應(yīng)力及彎曲應(yīng)力計算公式進(jìn)行了推導(dǎo)，實現(xiàn)了變厚齒輪在任意嚙合位置時的應(yīng)力計算。 本文通過建模軟件Pro/E實現(xiàn)了變厚齒輪的三維建模，對其參數(shù)進(jìn)行計算并根據(jù)計算結(jié)果在Pro/E中進(jìn)行了相交軸變厚齒輪傳動的精確裝配。將裝配圖導(dǎo)入到有限元軟件ANSYS中，對相交軸變厚齒輪的應(yīng)力進(jìn)行了分析計算，通過比較驗證了上述理論公式推導(dǎo)的正確性。 傳統(tǒng)的利用微積分計算可靠度的方法隨機性較大，與實際情況具有一定誤差。本文采用了一種數(shù)值模擬的方法，即蒙特卡洛法對變厚齒輪的可靠度進(jìn)行了計算。材料的強度通常服從正態(tài)分布或近似的服從正態(tài)分布，文中利用材料的布氏硬度及“3法則”對變厚齒輪接觸強度及彎曲強度的分布參數(shù)進(jìn)行了估計，根據(jù)應(yīng)力的計算結(jié)果，，利用matlab軟件對變厚齒輪的可靠度進(jìn)行了計算，通過數(shù)值模擬結(jié)果可知，當(dāng)模擬次數(shù)達(dá)到一定值時，輸出結(jié)果逐漸趨于穩(wěn)定，即求得了變厚齒輪傳動的可靠度。
[Abstract]:Gear transmission is one of the important transmission modes in mechanical industry. With the development of mechanical industry, the requirements of gear transmission in engineering are getting higher and higher. Thickened gear has been gradually applied to various industries because of its various advantages. The tooth shape of the thicker gear is similar to that of the bevel gear, so the transmission gap can be eliminated and the precision transmission can be realized by axial movement. The variable thickness gear can be used for parallel shaft, intersecting shaft and staggered shaft transmission, but when the variable thickness gear is driven by intersecting shaft and staggered shaft, the meshing mode of tooth surface is point contact, and the bearing capacity is weaker than that of linear contact meshing. It is of great significance to study the reliability of thicker gear transmission. At present, there are few literatures on the reliability of thickened gears. In order to study the reliability of variable thickness gear, it is necessary to calculate the stress and strength during meshing, and the different end section parameters of thick gear are different, and the traditional involute gear transmission meshing mode is linear contact. Therefore, the calculation method is not suitable for thickened gears. In this paper, the formulas for calculating the contact stress and bending stress of variable thickness gear transmission with intersecting shaft are derived, and the stress calculation of variable thickness gear at any meshing position is realized. In this paper, the 3D modeling of variable thickness gear is realized by modeling software Pro/E, and its parameters are calculated and the accurate assembly of intersecting shaft variable thickness gear drive is carried out in Pro/E according to the calculation results. The assembly drawing is imported into the finite element software ANSYS, and the stress of the thickened gear with intersecting shaft is analyzed and calculated, and the correctness of the derivation of the above theoretical formula is verified by comparison. The traditional method of calculating reliability by calculus has great randomness and has certain error with the actual situation. In this paper, a numerical simulation method, Monte Carlo method, is used to calculate the reliability of thickened gears. The strength of the material usually follows the normal distribution or approximately follows the normal distribution. In this paper, the distribution parameters of the contact strength and bending strength of the variable thickness gear are estimated by using the Brinell hardness of the material and the "3 rule". According to the calculated results of the stress, the distribution parameters of the contact strength and bending strength are estimated. The reliability of variable thickness gear is calculated by using matlab software. The numerical simulation results show that when the simulation times reach a certain value, the output results tend to be stable gradually, that is to say, the reliability of variable thickness gear transmission is obtained.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH132.41

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本文編號：2474609