本文關(guān)鍵詞：橢圓錐齒輪嚙合特性及其承載能力分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：橢圓錐齒輪副是一種典型的非圓錐齒輪傳動(dòng)形式，其結(jié)合了橢圓齒輪和圓錐齒輪的傳動(dòng)特點(diǎn)，主要用于相交軸間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。橢圓錐齒輪副在紡織機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械及汽車(chē)等領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用價(jià)值，正朝著高速、動(dòng)力傳動(dòng)的方向發(fā)展。因此，研究橢圓錐齒輪副嚙合特性及輪齒承載能力具有重要的理論意義。 本課題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，主要目的是探索一種通用化的橢圓錐齒輪副嚙合特性和輪齒承載能力的計(jì)算方法，解決橢圓錐齒輪副的強(qiáng)度校核問(wèn)題。針對(duì)橢圓錐齒輪副，本文開(kāi)展的主要研究工作如下： 依據(jù)空間齒輪嚙合原理及齒輪范成包絡(luò)原理，研究橢圓錐齒輪的基本傳動(dòng)原理，建立嚙合坐標(biāo)系，推導(dǎo)其節(jié)曲線方程及節(jié)曲線球面半徑方程，并確定出齒輪副主動(dòng)輪偏心率、模數(shù)、主動(dòng)輪齒數(shù)、齒寬及齒輪副階數(shù)六個(gè)基本結(jié)構(gòu)參數(shù)；推導(dǎo)仿真加工的毛坯參數(shù)、刀具參數(shù)及刀具軌跡方程，完成橢圓錐齒輪三維實(shí)體的參數(shù)化設(shè)計(jì)，建立起一套橢圓錐齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法。 根據(jù)微分幾何曲面論及曲線論的相關(guān)知識(shí)，將橢圓錐齒輪副節(jié)曲線在空間短程曲率等于平面相對(duì)曲率的條件下展開(kāi)到平面上，推導(dǎo)出齒輪副當(dāng)量節(jié)曲線的計(jì)算公式，在當(dāng)量節(jié)曲線的基礎(chǔ)上獲得傳動(dòng)過(guò)程中壓力角及重合度，并分析齒輪副基本結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)壓力角和重合度影響。 提出一種通用化橢圓錐齒輪副強(qiáng)度計(jì)算方法，，對(duì)輪齒進(jìn)行受力分析，確定齒輪副傳動(dòng)軸間的力矩關(guān)系，推導(dǎo)輪齒上切向力、法向力、徑向力及軸向力的計(jì)算公式，并針對(duì)與軸承載荷相關(guān)的徑向力與軸向力進(jìn)行詳細(xì)分析，獲得徑向力及軸向力隨基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化規(guī)律，并以一組實(shí)例對(duì)軸承的壽命進(jìn)行校核；推導(dǎo)出嚙合過(guò)程中綜合曲率、齒形系數(shù)與應(yīng)力校正系數(shù)的計(jì)算公式，獲得輪齒接觸應(yīng)力及彎曲應(yīng)力隨主動(dòng)輪轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律，判斷出齒輪副嚙合過(guò)程中最薄弱輪齒的位置；分析齒輪副基本結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)輪齒強(qiáng)度的影響，并結(jié)合VB編程語(yǔ)言，根據(jù)所推導(dǎo)強(qiáng)度計(jì)算公式開(kāi)發(fā)出橢圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算軟件。 利用橢圓錐齒輪偏心率為零時(shí)演變成圓錐齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過(guò)橢圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算與傳統(tǒng)圓錐齒輪計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析，理論性的驗(yàn)證該強(qiáng)度計(jì)算方法；建立橢圓錐齒輪的有限元分析模型，利用五軸數(shù)控銑床加工出齒輪副實(shí)體并搭建傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，結(jié)合有限元分析與傳動(dòng)試驗(yàn)，驗(yàn)證該強(qiáng)度計(jì)算方法的正確性。
【關(guān)鍵詞】：非圓錐齒輪 橢圓錐齒輪 接觸應(yīng)力 彎曲應(yīng)力 輪齒強(qiáng)度
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TH132.424
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究意義及研究背景9-11
• 1.1.1 課題的研究背景9-11
• 1.1.2 課題的研究意義11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 加工制造技術(shù)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 輪齒強(qiáng)度研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.4 本章小結(jié)14-15
• 2 橢圓錐齒輪傳動(dòng)原理與參數(shù)化設(shè)計(jì)15-23
• 2.1 齒輪副傳動(dòng)原理15-19
• 2.1.1 齒輪副的節(jié)曲線方程15-17
• 2.1.2 節(jié)曲線球面半徑17
• 2.1.3 齒輪副結(jié)構(gòu)參數(shù)17-19
• 2.2 齒輪副參數(shù)化設(shè)計(jì)19-22
• 2.2.1 范成包絡(luò)原理19-20
• 2.2.2 刀具參數(shù)的確定20-21
• 2.2.3 三維模型的建立21-22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 3 橢圓錐齒輪嚙合特性分析23-37
• 3.1 節(jié)曲線的平面展開(kāi)23-26
• 3.1.1 短程曲率的計(jì)算23-24
• 3.1.2 平面展開(kāi)算法的推導(dǎo)24-26
• 3.2 壓力角的計(jì)算及變化特性分析26-31
• 3.2.1 壓力角的計(jì)算26-28
• 3.2.2 基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇28-29
• 3.2.3 基本結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)壓力角的影響29-31
• 3.3 重合度的計(jì)算及變化特性分析31-36
• 3.3.1 瞬時(shí)當(dāng)量齒輪副的定義31-32
• 3.3.2 節(jié)曲線主曲率的計(jì)算32-33
• 3.3.3 重合度計(jì)算公式的推導(dǎo)33-34
• 3.3.4 基本結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)重合度的影響34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 4 橢圓錐齒輪輪齒強(qiáng)度計(jì)算分析37-59
• 4.1 橢圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算原理37
• 4.2 齒輪副受力分析37-43
• 4.2.1 輪齒受力的計(jì)算37-39
• 4.2.2 基本結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)徑向力與軸向力的影響39-42
• 4.2.3 軸承的壽命校核42-43
• 4.3 齒面接觸應(yīng)力分析43-47
• 4.3.1 接觸應(yīng)力計(jì)算公式的推導(dǎo)43-45
• 4.3.2 基本結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)齒面接觸應(yīng)力的影響45-47
• 4.4 齒根彎曲應(yīng)力分析47-53
• 4.4.1 齒形系數(shù)與應(yīng)力校正系數(shù)的計(jì)算47-50
• 4.4.2 基本結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)齒根彎曲應(yīng)力的影響50-53
• 4.5 強(qiáng)度計(jì)算軟件的開(kāi)發(fā)53-57
• 4.5.1 開(kāi)發(fā)強(qiáng)度計(jì)算軟件的目的53
• 4.5.2 程序系統(tǒng)設(shè)計(jì)53-57
• 4.6 本章小結(jié)57-59
• 5 橢圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法驗(yàn)證59-73
• 5.1 理論計(jì)算驗(yàn)證59-62
• 5.2 有限元分析62-66
• 5.2.1 有限元模型的建立62-63
• 5.2.2 有限元結(jié)果分析63-66
• 5.3 試驗(yàn)驗(yàn)證研究66-71
• 5.3.1 橢圓錐齒輪的加工66-68
• 5.3.2 傳動(dòng)試驗(yàn)平臺(tái)搭建68-69
• 5.3.3 結(jié)果對(duì)比分析69-71
• 5.4 本章小結(jié)71-73
• 6 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 結(jié)論73-74
• 6.2 展望74-75
• 致謝75-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 附錄81
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄81
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目目錄81

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本文編號(hào)：283056