微齒輪是微機械中極為重要的傳動零件，其應用遍及各個領域。目前人們已經(jīng)對微齒輪做了大量的研究，但基本上集中于解決微齒輪的制造問題，而對微齒輪的設計基礎研究幾乎為空白，例如微齒輪傳動嚙合接觸中嚙合齒面的摩擦。論文從以下幾個方面對微齒輪進行研究。 微齒輪在嚙合接觸過程中由于傳遞動力必然發(fā)生應力應變。在分析微齒輪應力應變時，由于尺寸效應必須考慮微觀力(在此僅考慮范德華力)影響。本文推導了處于二維空間任意位置的漸開線數(shù)學模型，在此基礎上利用泰勒公式建立漸開線簡化數(shù)學模型，根據(jù)Hamaker假設和Morse勢函數(shù)，引入分子動力學的截斷半徑，提出了一種計算微齒輪嚙合接觸中兩嚙合齒廓間范德華力的連續(xù)介質(zhì)方法。使用Matlab編寫程序分析了一系列微齒輪嚙合接觸過程中嚙合齒廓間的范德華力。結(jié)合宏觀齒輪理論中的齒根彎曲靜強度校核公式引入微觀力得到修正公式。運用修正公式和ANSYS對微齒輪系進行彎曲靜強度分析，對比理論和數(shù)值分析結(jié)果接近。 人們對微摩擦已經(jīng)做了許多研究，但對于微齒輪嚙合接觸過程中摩擦特性的研究幾乎沒有。本文利用分子動力學對納米齒輪嚙合接觸過程中單齒嚙合區(qū)域的摩擦特性進行模擬。結(jié)果表明：在單齒嚙合區(qū)域，摩擦力出現(xiàn)了類似于宏觀齒輪摩擦的特性，但0摩擦力并不出現(xiàn)在節(jié)點處；當增加z方向原子層數(shù)時，摩擦力最大值增大，而最小值減小，因而摩擦力曲線變得陡峭；當增加主動輪的角速度w_1時，摩擦力最大值和最小值沒有變化，只是摩擦力曲線變得更陡峭；當改變阻力轉(zhuǎn)矩時，摩擦力曲線沒有變化。 最后推導了處于二維空間任意位置的齒根過渡曲線數(shù)學模型，介紹了行星齒輪系的安裝理論和運動學數(shù)學模型，繪制了微行星齒輪系運動學程序流程圖。基于以上理論采用Java編寫了微行星齒輪系的運動學仿真程序。此程序不僅能手動或自動實現(xiàn)微行星齒輪系設計，而且可根據(jù)需要擴展。
【學位單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2006
【中圖分類】：TH132.41
【部分圖文】：

一美國R}t6effordAppleton實臉室剎造出直徑為700毫未的徽齒輪

整的建模過程。對于其中的一些具體定義操作，ANSYS還提供了直接定義，拉伸、掃描、旋轉(zhuǎn)、復制等操作特征以供使用。圖2一5微齒輪的二維模型和三維模型““’一’備炸““圖2一6微齒輪的網(wǎng)格劃分在ANSYS環(huán)境下，圓柱齒輪實體建�？捎靡韵氯N方法實現(xiàn):(l)在工作坐標系內(nèi)，根據(jù)齒輪的已知參數(shù)生成齒坯，以齒坯端面及其中心為基準定義新的坐標系，在新坐標系內(nèi)生成齒槽輪廓切割實體，再根據(jù)齒槽的圓周陣列旋轉(zhuǎn)陣列齒槽輪廓切割實體，然后運用布爾減法操作生成所有的齒槽。(2)根據(jù)已知參數(shù)生成一個完整的齒輪端面(平面)實體和輪毅實體，再拉伸生成一

(3)根據(jù)己知參數(shù)生成包含一個完整的輪齒和輪毅的扇形實體，再經(jīng)過旋轉(zhuǎn)復制、實體融合等操作完成。圖2一7微齒輪邊界條件和初始條件的施加圖2一8微齒輪變形圖不管采用上面那一種方法對齒輪進行建模，都要用到齒輪的齒廓漸開線方程和齒廓齒根過渡曲線方程，它們分別見本章2.1.1、第四章4.1.1和4.1.2。采用方法(2)對zl一18，m一 1xlo一5的微齒輪進行建模，如圖2一5。采用的單元類型為MESH20O和SOLID45，彈性模量 E=1.134MPa，泊松t匕u=0.32。首先采用MESH200對圖2一5中平面模型進行網(wǎng)格劃分(見圖2一6)，然后利用SOLID45單元采用延伸的方法對圖2一5中三維模型進行網(wǎng)格劃分(見圖2一6)。微齒輪的邊界條件如圖2一7所示
【參考文獻】

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本文編號：2867207