弧齒圓柱齒輪副的抗偏載研究.pdf

1、由于齒輪傳動具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長、傳動比穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，其在機(jī)械傳動領(lǐng)域得到極其廣泛的應(yīng)用，但是在實際的生產(chǎn)實踐中，常因加工誤差、安裝誤差、受力變形等外部因素引起齒輪副偏載，從而導(dǎo)致齒輪的嚙合區(qū)域異常，嚴(yán)重制約了齒輪的承載能力。為避免傳動過程中齒輪副的偏載現(xiàn)象，一方面要提高齒輪的制造、安裝精度，加強(qiáng)傳動系統(tǒng)的支承剛度;另一方面根據(jù)齒輪在傳動過程中的嚙合方式，有針對性地對齒輪進(jìn)行修形處理。本論文在研究齒輪的過程中探索應(yīng)用一種

2、嚙合性能更加優(yōu)越的新型齒輪——漸開線弧齒圓柱齒輪，研究發(fā)現(xiàn)該弧齒圓柱齒輪獨(dú)特的幾何特征能夠有效地降低傳動過程中齒輪偏載的影響，從而減少了因齒輪偏載而引起的嚙合面應(yīng)力集中。
　　論文利用空間幾何理論推導(dǎo)出漸開線弧齒圓柱齒輪的齒廓方程、齒面方程以及齒輪副嚙合線的表達(dá)式，并在此基礎(chǔ)上利用Autolisp編程在AutoCAD繪圖環(huán)境下對弧齒圓柱齒輪的齒面、嚙合線及齒面接觸線實現(xiàn)計算與圖形的繪制;從而說明本論文提出的漸開線弧齒圓柱齒輪副具有

3、全齒寬接觸的特征。另外為完善弧齒圓柱齒輪的強(qiáng)度理論，推導(dǎo)出弧齒圓柱齒輪的輪齒彎曲強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度的計算公式。
　　論文首次解決了弧齒圓柱齒輪三維造型過程繁瑣的難題，建立快速、準(zhǔn)確的三維建模系統(tǒng)。基于VB實現(xiàn)了SolidWorks的二次開發(fā)，通過漸開線齒形的程序繪制、不同截面的放樣成型，完成漸開線弧齒圓柱齒輪的自動建模，在給出相應(yīng)的參數(shù)后能夠快速生成齒輪的三維模型。
　　論文基于弧齒圓柱齒輪獨(dú)特的幾何特征分析了弧齒圓柱齒輪抗

4、偏載的原理，利用有限元仿真軟件模擬分析相同嚙合條件下弧齒、直齒、斜齒的齒面應(yīng)力情況，結(jié)果顯示弧齒圓柱齒輪能夠明顯改善齒輪副齒面的應(yīng)力狀態(tài)，另外應(yīng)力分析結(jié)果顯示:弧齒圓柱齒輪具有明顯的抗偏載特性，修形后抗偏載特性增強(qiáng)。
　　為驗證弧齒圓柱齒輪的抗偏載特性，設(shè)計出一套試驗裝置來驗證在偏載的情況下弧齒圓柱齒輪副的接觸區(qū)域。結(jié)果顯示:弧齒圓柱齒輪副能實現(xiàn)全齒寬接觸;在實際工況中存在安裝誤差的情況下，修形后的齒輪副的嚙合區(qū)域以齒面中間部分為