發(fā)布時間：2017-10-01 10:08

  本文關(guān)鍵詞：箱體公差及其對變速箱齒輪嚙合特性影響研究

  更多相關(guān)文章： 變速箱 公差建模 輪齒接觸分析(TCA) 輪齒嚙合應(yīng)力

【摘要】：變速箱作為汽車動力系統(tǒng)的重要組成部分,其性能直接影響到汽車的動力性、舒適性等綜合性能。而以往的變速箱性能研究大都基于理想裝配、零公差的模型。本文從變速箱箱體本身的設(shè)計公差出發(fā),建立了變速箱箱體的公差模型,得到箱體公差與軸線偏差的關(guān)系,進(jìn)而分析了軸線偏差對齒輪嚙合特性的影響。首先,通過齊次變換矩陣法建立了平行軸式變速箱箱體的公差數(shù)學(xué)模型,得到了箱體公差與軸線偏差的關(guān)系。其主要步驟包括:在箱體重要的幾何特征處建立理想位置基準(zhǔn)坐標(biāo)系和實(shí)際位置坐標(biāo)系,并通過齊次變換矩陣進(jìn)行坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換;根據(jù)公差語義將箱體形位公差表示成約束不等式的形式;根據(jù)相關(guān)定義建立軸線偏差的數(shù)學(xué)模型。同時使用MATLAB GUI模塊開發(fā)了變速箱箱體軸線偏差的計算軟件。其次,基于輪齒接觸分析(TCA),建立了含軸線偏差的斜齒輪接觸數(shù)學(xué)模型。使用該數(shù)學(xué)模型分析了軸線偏差對斜齒輪嚙合軌跡及傳動比的影響。分析結(jié)果表明交錯角和相交角將導(dǎo)致邊緣接觸,同時使傳動比產(chǎn)生周期性突變,交錯角對傳動比的影響比相交角大且兩者具有一定規(guī)律的耦合效應(yīng)。再次,運(yùn)用ANSYS APDL命令流建立了含軸線偏差的斜齒輪嚙合有限元模型。通過有限元仿真分析了軸線偏差對齒輪嚙合應(yīng)力的影響。分析結(jié)果表明:負(fù)中心距偏差存在某個臨界值,當(dāng)超過臨界值以后,接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力將急劇上升;交錯角和相交角對彎曲應(yīng)力的影響不大,但會增加接觸應(yīng)力并引起接觸應(yīng)力的軸向偏載。最后,使用三坐標(biāo)測量儀測量了變速箱箱體的實(shí)際偏差,對比分析了測量結(jié)果和計算結(jié)果,對本文中建立的箱體公差數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。研究了軸線偏差對箱體形位公差的敏感度,并對比分析了兩種不同公差標(biāo)注方式在軸線偏差及齒輪嚙合特性上的區(qū)別。
【關(guān)鍵詞】：變速箱 公差建模 輪齒接觸分析(TCA) 輪齒嚙合應(yīng)力
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.212
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題背景及研究意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究概述11-15
• 1.2.1 公差建模研究12
• 1.2.2 齒輪接觸研究12-14
• 1.2.3 齒輪嚙合應(yīng)力研究14-15
• 1.3 本文的研究內(nèi)容15-17
• 第二章 平行軸式變速箱箱體公差建模17-34
• 2.1 公差建�；纠碚�17-18
• 2.2 箱體公差模型坐標(biāo)系的建立18-22
• 2.3 箱體形位公差的數(shù)學(xué)建模22-29
• 2.3.1 軸線位置度23-24
• 2.3.2 軸線同軸度24-25
• 2.3.3 平行度25-28
• 2.3.4 垂直度28-29
• 2.4 箱體軸線偏差的數(shù)學(xué)建模29-31
• 2.5 箱體公差約束下軸線偏差的最值求解31-32
• 2.6 基于MATLAB GUI變速箱箱體軸線偏差計算軟件的開發(fā)32-33
• 2.7 本章小結(jié)33-34
• 第三章 軸線偏差對斜齒輪嚙合軌跡及傳動比影響分析34-53
• 3.1 含軸線偏差斜齒輪接觸模型坐標(biāo)系的建立34-36
• 3.2 含軸線角度偏差斜齒輪的接觸軌跡求解36-41
• 3.2.1 接觸形式分類36-39
• 3.2.2 嚙合點(diǎn)求解39
• 3.2.3 嚙合軌跡求解算法39-41
• 3.3 軸線偏差對斜齒輪嚙合軌跡及傳動比的影響41-51
• 3.3.1 中心距偏差因素41-42
• 3.3.2 交錯角因素42-46
• 3.3.3 相交角因素46-50
• 3.3.4 交錯角和相交角的耦合作用分析50-51
• 3.4 基于MATLAB GUI含軸線偏差斜齒輪嚙合軌跡計算軟件的開發(fā)51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第四章 軸線偏差對斜齒輪嚙合應(yīng)力影響分析53-67
• 4.1 含軸線偏差斜齒輪有限元模型53-56
• 4.1.1 APDL齒輪有限元模型建立過程53-55
• 4.1.2 有限元模型準(zhǔn)確性驗(yàn)證55-56
• 4.2 軸線偏差對斜齒輪嚙合應(yīng)力的影響56-66
• 4.2.1 中心距偏差因素57-59
• 4.2.2 交錯角因素59-61
• 4.2.3 相交角因素61-63
• 4.2.4 中心距偏差、交錯角、相交角三因素的正交實(shí)驗(yàn)分析63-65
• 4.2.5 交錯角與相交角的耦合作用分析65-66
• 4.3 本章小結(jié)66-67
• 第五章 某型號變速箱箱體公差分析實(shí)例67-75
• 5.1 變速箱箱體公差測量實(shí)驗(yàn)分析67-69
• 5.2 軸線偏差對箱體公差的敏感度分析69-72
• 5.2.1 中心距偏差對箱體公差的敏感度分析70
• 5.2.2 交錯角對箱體公差的敏感度分析70-71
• 5.2.3 相交角對箱體公差的敏感度分析71-72
• 5.3 兩種不同公差標(biāo)注方式的對比分析72-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 結(jié)論與展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果81-82
• 致謝82-83
• 附件83

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