【摘要】：齒輪傳動作為一種傳統(tǒng)的傳遞運動和動力的形式，在現(xiàn)代工業(yè)中被廣泛應用。齒輪的設計與制造技術不斷向前發(fā)展。對數(shù)螺旋錐齒輪作為一種新型螺旋錐齒輪應運而生，有其獨特的優(yōu)點—沿齒向線上各點的螺旋角處處相等，該種新型齒輪傳動可以有效地解決由于螺旋角不相等所帶來的諸如傳動不平穩(wěn)、動力傳遞效率低等問題，為此有必要對該種新型齒輪在設計和嚙合傳動特性等方面做深入地研究。 根據(jù)對數(shù)螺旋錐齒輪的幾何特性，提出了一種新的建模方法，成功地構建了對數(shù)螺旋錐齒輪的嚙合模型；在此基礎上運用有限元ANSYS/LS-DYNA軟件對該齒輪副模型進行三維實體嚙合仿真分析，進一步研究新型齒輪副在連續(xù)嚙合過程中的受載接觸性能以及齒面接觸應力和齒根應力的數(shù)值大小和云圖分布情況；根據(jù)數(shù)值模擬的運算結果，對該齒輪進行強度計算研究，推導齒面接觸應力和齒根彎曲應力公式。 本文的研究工作主要有以下幾方面： 1、根據(jù)對數(shù)螺旋錐齒輪的嚙合原理和設計理論部分建立的圓錐對數(shù)螺旋線方程，應用三維軟件Pro/E創(chuàng)建對數(shù)螺旋錐齒輪的三維嚙合模型。提出了一種新的建模方法，包括三個創(chuàng)新點：利用夾角為360。/2Z的兩條圓錐對數(shù)螺旋線來確定齒廓曲線的空間位置，使?jié)u開線得以精確定位；將盤繞在節(jié)錐曲面上的圓錐對數(shù)螺旋線作為掃引軌跡線，保證齒形的準確性；掃描混合截面建立在掃引線的法面內，使輪齒各點法面內的齒形均是標準齒形。 2、在此基礎上運用有限元ANSYS/LS-DYNA軟件對該齒輪副模型進行三維實體嚙合仿真分析，進一步研究新型齒輪副在連續(xù)嚙合過程中的受載接觸性能以及齒面接觸應力和齒根應力的數(shù)值大小、應力云圖分布以及變化規(guī)律，聯(lián)系工程實際進行了深入研究，驗證了該齒輪模型建立的正確性，從而可以快速地對設計做出評估和及早對設計進行更改，也可為齒輪的強度校核和工程實際應用提供理論依據(jù)。 3、根據(jù)數(shù)值模擬的運算結果，進行齒輪強度計算研究。應用MATLAB軟件，根據(jù)曲線擬合理論，編輯程序，，研究應力與施加的工況條件及齒輪的基本參量之間的關系，推導出齒面接觸應力和齒根彎曲應力公式。從數(shù)值模擬的角度出發(fā)，為齒輪強度計算開辟了新的思路。
【圖文】：

如圖 2.1所示，其極坐標方程為：圖2.1 對數(shù)螺旋線0kr r eθ= （式2.1）式中0r 、k——常數(shù)， k =cotβ0r ——起始極徑θ ——極角r ——極徑其直角坐標方程為：00( ) cos( ) sinkkx r ey r eθθθ θθ θ = = （式2.2）對數(shù)螺旋線的數(shù)學特性包含以下幾方面：1）同一條對數(shù)螺

同樣具備這種特性，在圓錐上形成的定傾曲線稱為圓錐對數(shù)螺旋線[25]，如圖2.2 所示。圖2.2 圓錐對數(shù)螺旋線對數(shù)螺旋錐齒輪的齒向線是一條圓錐對數(shù)螺旋線，如上圖所示，其半錐角為α，以其錐頂 O 原點建立坐標系 O-XYZ(Z 軸過圓錐的中心線)，在錐面上任取一點0M 作為螺旋線的起點，其距圓錐中心線 OZ 的距離為0r ，點 M [ x( φ ), y (φ ), z(φ )]則為螺旋線上另一點，其相對0M 轉過角度φ ，距上底面中心的距離為1r
【學位授予單位】：內蒙古科技大學
【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：2529873