正交變傳動(dòng)比面齒輪副齒面接觸分析.pdf

1、正交變傳動(dòng)比面齒輪副是在非圓錐齒輪副的研究基礎(chǔ)上提出的一種新型相交軸間變傳動(dòng)比齒輪副,其結(jié)合了非圓齒輪、非圓錐齒輪和面齒輪三者共同的傳動(dòng)特點(diǎn),可用來傳遞相交軸間的變傳動(dòng)比運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,其設(shè)計(jì)原理,加工制造方法簡(jiǎn)單,可采用傳統(tǒng)的范成刀具及現(xiàn)有的機(jī)床進(jìn)行加工,易現(xiàn)實(shí)批量化生產(chǎn),從而可以大大推動(dòng)相交軸間的變傳動(dòng)比傳動(dòng)這一新的傳動(dòng)形式在工程實(shí)際中的應(yīng)用。在工程機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、紡織機(jī)械、汽車等場(chǎng)合,具有潛在的應(yīng)用前景。
　　正交變傳動(dòng)比面齒輪

2、的齒面接觸分析是深入研究正交變傳動(dòng)比面齒輪副嚙合特性的有效手段。接觸區(qū)域的大小、形狀和位置不僅反映了單個(gè)齒輪的制造精度,同時(shí)反映了齒輪副的安裝和傳動(dòng)精度,對(duì)齒輪副傳動(dòng)的承載能力、使用壽命、傳動(dòng)質(zhì)量及效率、噪聲等都有明顯影響。本文從正交變傳動(dòng)比面齒輪嚙合理論出發(fā),運(yùn)用數(shù)值方法對(duì)正交變傳動(dòng)比面齒輪副進(jìn)行齒面接觸分析,并運(yùn)用有限元方法和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)一步研究,為正交變傳動(dòng)比面齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)際工程應(yīng)用提供參考。論文的主要內(nèi)容如下:
　　(

3、1)依據(jù)空間齒輪嚙合原理及微分幾何等相關(guān)理論,研究了正交變傳動(dòng)比面齒輪副基本傳動(dòng)原理,推導(dǎo)了正交變傳動(dòng)比面齒輪的節(jié)曲線,齒頂曲線,齒根曲線的參數(shù)方程;結(jié)合加工刀具的齒面方程與齒輪共軛的基本原理,得到了非圓齒輪和正交變傳動(dòng)比面齒輪的齒面參數(shù)方程;計(jì)算了正交變傳動(dòng)比面齒輪不根切的最小內(nèi)半徑和不變尖的最大外半徑,確定了其齒寬合理取值范圍;基于VB和Solidworks(API)開發(fā)出正交變傳動(dòng)比面齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)和加工仿真系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了正交變傳動(dòng)

4、比面齒輪副的參數(shù)化設(shè)計(jì)及三維建模。
　　(2)根據(jù)齒輪TCA分析原理,建立了正交變傳動(dòng)比面齒輪副齒面接觸分析方法;根據(jù)切觸的基本原理,得到了正交變傳動(dòng)比面齒輪副的切觸方程;根據(jù)正交變傳動(dòng)比面齒輪的齒面方程,實(shí)現(xiàn)了正交變傳動(dòng)比面齒輪的齒面數(shù)值求解;探討了正交變傳動(dòng)比面齒輪副的點(diǎn)接觸和線接觸兩種接觸類型,利用Matlab編程對(duì)接觸模型切觸方程組進(jìn)行求解,分別實(shí)現(xiàn)了理論線接觸和理論點(diǎn)接觸兩種情況下的齒面接觸可視化。
　　(3)建立

5、了正交變傳動(dòng)比面齒輪嚙合副的接觸有限元分析模型,采用有限元方法對(duì)無安裝誤差和考慮安裝誤差情況下正交變傳動(dòng)比面齒輪接觸特性進(jìn)行分析,得到了安裝誤差對(duì)接觸的影響規(guī)律。截取正交變傳動(dòng)比面齒輪副一個(gè)周期的輪齒進(jìn)行無安裝誤差的動(dòng)態(tài)接觸分析,得到一個(gè)周期每一瞬時(shí)的接觸情況,驗(yàn)證了正交變傳動(dòng)比面齒輪副瞬時(shí)線接觸的理論。
　　(4)設(shè)計(jì)并加工了以正交變傳動(dòng)比面齒輪傳動(dòng)嚙合副為主要傳動(dòng)部件的傳動(dòng)裝置;對(duì)正交變傳動(dòng)比面齒輪副進(jìn)行了對(duì)滾檢查實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)