本文對(duì)正交面齒輪傳動(dòng)的嚙合特性、強(qiáng)度特性和動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究。其中，嚙合特性包括面齒輪的齒面生成、齒寬設(shè)計(jì)、嚙合軌跡分析以及重合度的計(jì)算；強(qiáng)度特性包括齒面接觸應(yīng)力、齒根彎曲應(yīng)力以及齒面瞬時(shí)接觸溫升分析；動(dòng)力學(xué)特性包括面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的線(xiàn)性和非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)特性分析。 在面齒輪傳動(dòng)的嚙合特性研究中，推導(dǎo)了面齒輪的齒面方程，獲得了面齒輪齒根根切和齒頂尖化的臨界方程，及其相對(duì)應(yīng)的最小內(nèi)半徑系數(shù)和最大外半徑系數(shù)；對(duì)齒面上的接觸軌跡進(jìn)行了可視化仿真，分析了主要參數(shù)和安裝誤差對(duì)接觸軌跡的影響；給出了高重合度面齒輪傳動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方法，獲得了重合度大于2的參數(shù)選擇范圍。 在面齒輪傳動(dòng)的齒面接觸應(yīng)力研究中，推導(dǎo)了圓柱齒輪和面齒輪的齒面曲率和點(diǎn)接觸面齒輪傳動(dòng)中的誘導(dǎo)法曲率計(jì)算方程，分析了主要參數(shù)對(duì)齒面曲率的影響，獲得了齒面曲率的變化規(guī)律；推導(dǎo)了齒面接觸應(yīng)力計(jì)算方程，獲得了軸交角誤差、軸交錯(cuò)誤差和軸向偏移誤差以及主要參數(shù)對(duì)齒面接觸應(yīng)力的影響規(guī)律。 在面齒輪傳動(dòng)的齒根彎曲應(yīng)力研究中，根據(jù)面齒輪嚙合傳動(dòng)的特點(diǎn)，提出了面齒輪計(jì)算幾何模型的齒寬選擇方法；采用正交試驗(yàn)法，確定了齒根彎曲應(yīng)力計(jì)算幾何模型的參數(shù)；采用有限元法，獲得了齒根彎曲應(yīng)力及其分布規(guī)律，提出了面齒輪傳動(dòng)的齒根最大彎曲應(yīng)力計(jì)算的一種計(jì)算公式；進(jìn)行了面齒輪傳動(dòng)中直齒圓柱齒輪齒根彎曲應(yīng)力的試驗(yàn)，驗(yàn)證上述計(jì)算公式的正確性。 在面齒輪傳動(dòng)的齒面瞬時(shí)接觸溫升研究中，推導(dǎo)了齒面相對(duì)速度和齒面滑動(dòng)速度方程，獲得了齒面相對(duì)速度和齒面滑動(dòng)速度的變化規(guī)律，分析了主要參數(shù)對(duì)齒面摩擦系數(shù)的影響；推導(dǎo)了點(diǎn)接觸面齒輪傳動(dòng)的齒面瞬時(shí)接觸溫升計(jì)算方程，獲得了軸交角誤差、軸交錯(cuò)誤差和軸向偏移誤差以及主要參數(shù)對(duì)齒面瞬時(shí)接觸溫升的影響規(guī)律。 在面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性研究中，采用集中質(zhì)量法建立了面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的多自由度彎曲-扭轉(zhuǎn)-軸向振動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型；采用Runge-Kutta數(shù)值積分法對(duì)動(dòng)力學(xué)微分方程進(jìn)行了數(shù)值仿真分析，獲得了面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)以及非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，分析了主要參數(shù)對(duì)動(dòng)載荷系數(shù)、頻率響應(yīng)特性的影響；研究了面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)分岔特性，獲得了主要參數(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分岔特性的影響規(guī)律。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類(lèi)】：TH132.41
【部分圖文】：

齒輪同時(shí)和兩個(gè)齒輪相嚙合，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力分流，以減輕重量、降低噪聲、提高傳動(dòng)效率和可靠性。相對(duì)于其它主減速器傳動(dòng)構(gòu)型而言，分扭傳動(dòng)構(gòu)型具有以下優(yōu)點(diǎn)：圖1.1 直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的典型布局1:主減速器；2:發(fā)動(dòng)機(jī)輸入單元；3:發(fā)動(dòng)機(jī)；4:尾傳動(dòng)水平軸單元；5:中間減速器；6:尾傳動(dòng)斜軸單元；7:尾減速器

意在動(dòng)分流的傳動(dòng)裝置，比采用普通錐齒輪動(dòng)力分流傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)小、噪聲低。面齒輪傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：軸向載荷，支撐結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，可有效減輕重量；雜、體積大。無(wú)需防錯(cuò)位設(shè)計(jì)；而在錐齒輪傳動(dòng)中，軸向誤差防錯(cuò)位設(shè)計(jì)。合齒對(duì)的公法線(xiàn)相同，作用力方向不變，這對(duì)齒下即可達(dá)到 1.6～1.8，在承載條件下面齒輪傳動(dòng)無(wú)需防錯(cuò)位設(shè)計(jì)以及精確的分流傳動(dòng)性能成為直西方發(fā)達(dá)國(guó)家稱(chēng)之為 21 世紀(jì)旋翼機(jī)傳動(dòng)之希望圖 1.2 面齒輪傳動(dòng)演化示意圖

動(dòng)的強(qiáng)度及齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究概述動(dòng)的齒面接觸應(yīng)力研究觸強(qiáng)度不夠，齒面將產(chǎn)生點(diǎn)蝕、塑性變形等，因此會(huì)影響齒輪傳動(dòng)動(dòng)態(tài)特性。齒輪的齒面接觸應(yīng)力研究主要是采用彈性接觸理論，通算齒面接觸區(qū)域的位置點(diǎn)和接觸區(qū)域斑點(diǎn)的尺寸，獲得嚙合齒面的齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)以及安裝調(diào)試等提供理論依據(jù)。，Hertz[15]首先對(duì)彈性接觸問(wèn)題開(kāi)展研究，應(yīng)用牛頓勢(shì)函數(shù)導(dǎo)出了兩接觸應(yīng)力計(jì)算公式，該計(jì)算方法成為以后齒輪齒面接觸應(yīng)力計(jì)算的理首先將 Hertz 接觸應(yīng)力計(jì)算方程應(yīng)用于直齒圓柱齒輪，提出了齒面的接沿嚙合線(xiàn)方向的齒面最大接觸應(yīng)力圖，為研究齒輪齒面的接觸應(yīng)力奠Timoshenko 、藤田公明[16]等對(duì)點(diǎn)蝕的成因，初始裂紋的形成位置以。20 世紀(jì) 70 年代以來(lái)，許多學(xué)者還就齒面剝落的機(jī)理等齒面接觸定成績(jī)。目前，Hertz 接觸理論已成為 ISO 和各國(guó)齒輪承載能力計(jì)圖 1.3 正交面齒輪傳動(dòng)示意圖
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2868524