共軛曲線齒輪嚙合理論研究.pdf

1、齒輪是制造裝備業(yè)和國防工業(yè)中極其重要的關鍵基礎件。高端重大裝備對高性能齒輪傳動的需求迫切且逐年增長，齒輪產(chǎn)品盡管在技術手段和性能方面有了長足的發(fā)展，但是與國際先進水平相比仍然存在較大差距。以直升機等為代表的航空航天飛行器，以風力發(fā)電等為代表的新能源裝備，以坦克等為代表的武器裝備以及高鐵、艦船等重大裝備都對齒輪傳動提出了更高性能的要求，可概括為：長壽命、高承載能力、高可靠、高功重比(輕量化)、低噪聲等。高性能的齒輪傳動的研發(fā)已成為我國相關

2、工業(yè)領域發(fā)展中的一個關鍵科學技術問題，也是機械工程領域傳動機械學科研究的重要前沿。
　　嚙合齒面是運動和動力變換的直接作用面，也是齒輪創(chuàng)新發(fā)展的關鍵要素。本文充分考慮曲線接觸的多樣性，以曲線為嚙合幾何元素開展齒輪傳動嚙合新理論、新技術研究。相關內(nèi)容對闡釋現(xiàn)有齒輪傳動的嚙合原理及創(chuàng)立新型高性能齒輪傳動提供了理論基礎，對于滿足重大裝備對高性能齒輪傳動的需求將產(chǎn)生重要作用，具有十分重要的理論意義和廣泛的工程應用前景。論文的主要工作可概括

3、如下：
　?、僭诙x曲線連續(xù)相切接觸的基礎上，提出共軛曲線的概念，給出曲線共軛接觸的基本條件；建立共軛曲線齒輪基本嚙合原理，開展共軛曲線嚙合數(shù)學描述，基于微分幾何學分析并論證共軛曲線沿給定接觸角方向的法向矢量，求解嚙合函數(shù)關系，推導共軛曲線方程等，并開展實例應用。
　?、趶膸缀渭敖佑|特性分析入手，揭示共軛曲線嚙合的一般規(guī)律及性質(zhì)。提出共軛曲線密切面建模方法，基于弧長參數(shù)概念推導共軛曲線曲率及撓率，論證單參數(shù)曲線族包絡的基本條

4、件及特征點；探尋不同接觸位置條件下的嚙合函數(shù)變化規(guī)律，討論共軛曲線接觸的唯一性和同一性，描述共軛曲線的嚙合運動基本特性。
　?、刍诠曹椙€原理構建具有優(yōu)良曲線接觸特性的嚙合管齒面，提出以適當半徑的球面沿共軛曲線的指定等距線包絡運動成型嚙合管的等距包絡方法，建立共軛曲線齒輪嚙合管齒面的構建理論，推導共軛曲線的等距線方程、嚙合齒面方程等，構建多種接觸齒面模型。在共軛曲線嚙合理論的研究基礎上，提出新型共軛曲線齒輪傳動。
　?、芊?/p>

5、析共軛曲線齒輪嚙合管齒面幾何及接觸特性，提出齒輪滿足傳動比恒定和連續(xù)轉動的一般條件；定義嚙合管齒面壓力角，描述齒面特征曲線及脊線，討論嚙合管齒面根切問題，建立誘導法曲率及撓率一般計算方法；開展嚙合管齒面嚙合及曲率干涉分析，基于共軛曲線原理建立齒面滑動計算理論與方法，論證齒面共軛繼承特性，揭示共軛曲線齒輪輪齒齒面的嚙合實質(zhì)。
　　⑤介紹傳統(tǒng)圓弧齒輪傳動及特點，提出基于共軛曲線嚙合理論的圓弧齒輪傳動嚙合新原理，論述其成型原理與方法、幾