發(fā)布時間：2017-09-12 12:24

  本文關(guān)鍵詞：漸開線直齒圓柱齒輪齒根過渡曲線優(yōu)化及其應(yīng)用

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【摘要】：齒輪機構(gòu)是傳動機構(gòu)中應(yīng)用最廣泛的傳動部件,它應(yīng)用于各種場合以各種形式傳遞運動和力。齒輪工作時,齒間接觸區(qū)域承受強烈的沖擊應(yīng)力,特別是齒根部分,產(chǎn)生很大的交變應(yīng)力,所以,齒輪根部是真?zhèn)�齒輪系統(tǒng)中相對薄弱的部位,研究該部位應(yīng)立分布狀況對于判定整個齒輪機構(gòu)的強度意義重大,分析齒根部位的應(yīng)力狀況是分析齒輪強度的重要手段。本文提出一種齒輪齒根最佳過渡曲線實現(xiàn)方法,通過理論和仿真相結(jié)合方法進行了嚙合齒輪齒根部位的有限元優(yōu)化設(shè)計,得出在一定條件下的最佳設(shè)計過渡曲線。該曲線能夠確保輪齒所受的最大應(yīng)力降到最低,從而大大降低齒輪疲勞斷裂的可能性,并將之應(yīng)用于成型磨齒刀具的設(shè)計中,分析了各種相關(guān)的加工參數(shù),這對于提高齒輪在重要場合中的使用壽命和推動齒輪齒根部位的研究工作具有重要意義。具體內(nèi)容如下： 首先對現(xiàn)在重載齒輪應(yīng)用中比較受推崇的整圓弧齒根齒輪的靜力學和動力學接觸分析,分析了整圓弧齒根齒輪的優(yōu)劣性,然后,通過三維分析軟件Pro/E建立標準齒輪,并用NURBS三次樣條曲線取代其漸開線部分,構(gòu)建三維模型并將漸開線部分相關(guān)尺寸參數(shù)化,然后利用這些參數(shù)作為優(yōu)化變量在ANSYS WORKBENCH中進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析,得到了一條具備優(yōu)秀應(yīng)力數(shù)據(jù)的NURBS曲線輪廓,結(jié)果顯示,該方法能夠?qū)X根部位的最大有效應(yīng)力降低30%以上,并大大改善嚙合部位的應(yīng)力集中情況,這有利于齒輪技術(shù)的進一步發(fā)展和“個性化”嚙合齒輪的進一步推廣和使用。 考慮到該優(yōu)化過渡曲線在實際中的應(yīng)用問題,提出了成型磨齒的加工方法,根據(jù)優(yōu)化過渡曲線的特點,分析了加工工藝路線,并對成型磨齒砂輪進行了設(shè)計,同時就其砂輪修整問題,提出了三軸聯(lián)動法向修整的技術(shù),該方法對以后齒根過渡曲線進一步優(yōu)化得到的復雜曲線的加工有指導意義。
【關(guān)鍵詞】：齒根過渡曲線 整圓弧齒根齒輪 砂輪修整器 成型磨齒 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH132.417
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 論文的研究背景與意義9-10
• 1.2 齒輪過渡曲線的研究概況10-13
• 1.3 本論文研究的主要內(nèi)容13-14
• 1.4 總結(jié)14-15
• 2 圓頭滾刀齒根過渡曲線齒根應(yīng)力分析15-34
• 2.1 有限元原理描述15-18
• 2.2 齒輪接觸有限元分析18-21
• 2.3 圓頭滾刀簡介21-24
• 2.4 圓頭齒輪滾刀加工齒輪動態(tài)接觸分析24-31
• 2.4.1 研究背景及分析24-25
• 2.4.2 圓頭滾刀加工齒輪模型的建立25-27
• 2.4.3 網(wǎng)格劃分和有限元模型建立27-29
• 2.4.4 載荷的加載及計算29-31
• 2.5 結(jié)果及分析31-33
• 2.6 總結(jié)33-34
• 3 漸開線齒輪齒根過渡曲線最佳線型實現(xiàn)方法34-44
• 3.1 優(yōu)化設(shè)計原理34-37
• 3.2 NURBS曲線簡介37
• 3.3 齒根最佳過渡曲線線型的實現(xiàn)37-42
• 3.3.1 參數(shù)化齒輪模型的建立37-38
• 3.3.2 NURBS曲線在本方法中的具體應(yīng)用38-39
• 3.3.3 有限元優(yōu)化分析過程39-42
• 3.4 總結(jié)42-44
• 4 齒根部位過渡曲線成型磨齒方法44-52
• 4.1 加工工藝路線的確定44-46
• 4.2 成型磨齒砂輪的設(shè)計46-49
• 4.3 成型磨齒砂輪修整49-51
• 4.4 其他需要考慮的問題51
• 4.4.1 磨前滾刀加工參數(shù)51
• 4.4.2 齒根部位磨削參數(shù)控51
• 4.5 總結(jié)51-52
• 結(jié)論52-53
• 參考文獻53-56
• 附錄A 齒根部位過渡曲線部位擬合NURBS曲線控制尺寸參數(shù)56-57
• 陰錄B 齒根部位優(yōu)化前后過渡曲線廓形圖對比57-61
• 附錄C 齒輪齒根過渡曲線部位的Von-Mises應(yīng)力圖對比61-69
• 附錄D 優(yōu)化前后齒輪嚙合嚙合區(qū)的Von-Mises應(yīng)力圖對比69-77
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況77-78
• 致謝78-79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫波;;滾刀刀頂設(shè)計及對齒根彎曲強度的影響[J];鞍山師范學院學報;2005年06期

2 胡東紅;王平江;張玲;關(guān)華;李萍;;三軸聯(lián)動的軸承磨成型砂輪修整控制模型研究[J];機床與液壓;2011年23期

3 謝晉;譚廷武;鄭佳華;蔣均海;黃少林;;金剛石砂輪V形尖端的數(shù)控對磨微細修整技術(shù)[J];金剛石與磨料磨具工程;2010年05期

4 張毅;高創(chuàng)寬;;漸開線直齒圓柱齒輪齒根過渡曲線的研究[J];機械管理開發(fā);2006年06期

5 于華波;高奇帥;柳東威;;基于ANSYS的漸開線斜齒輪的齒根應(yīng)力分析[J];機械設(shè)計與制造;2009年01期

6 何國修;王霜;;基于PROE的內(nèi)錐齒輪建模與分析[J];機械設(shè)計與制造;2012年04期

7 郭太勇，梁迎春，，黎文勇;漸開線齒輪齒根過渡曲線形狀優(yōu)化設(shè)計[J];機械傳動;1996年S1期

8 謝晉;黨希敏;;圓弧形金剛石砂輪的數(shù)控對磨成形修整試驗[J];機械工程學報;2008年02期

9 劉春旭;;直齒圓柱齒輪的齒根應(yīng)力分析[J];科學之友;2011年15期

10 解新勢,毛世民;成形磨齒最佳齒根過渡曲線[J];機械;1997年06期

本文編號：837227