微齒輪傳動(dòng)嚙合接觸特性及運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真研究.pdf

1、微齒輪是微機(jī)械中極為重要的傳動(dòng)零件，其應(yīng)用遍及各個(gè)領(lǐng)域。目前人們已經(jīng)對(duì)微齒輪做了大量的研究，但基本上集中于解決微齒輪的制造問(wèn)題，而對(duì)微齒輪的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)研究幾乎為空白，例如微齒輪傳動(dòng)嚙合接觸中嚙合齒面的摩擦。論文從以下幾個(gè)方面對(duì)微齒輪進(jìn)行研究。 微齒輪在嚙合接觸過(guò)程中由于傳遞動(dòng)力必然發(fā)生應(yīng)力應(yīng)變。在分析微齒輪應(yīng)力應(yīng)變時(shí)，由于尺寸效應(yīng)必須考慮微觀力(在此僅考慮范德華力)影響。本文推導(dǎo)了處于二維空間任意位置的漸開(kāi)線數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上利

2、用泰勒公式建立漸開(kāi)線簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型，根據(jù)Hamaker假設(shè)和Morse勢(shì)函數(shù)，引入分子動(dòng)力學(xué)的截?cái)喟霃?，提出了一種計(jì)算微齒輪嚙合接觸中兩嚙合齒廓間范德華力的連續(xù)介質(zhì)方法。使用Matlab編寫(xiě)程序分析了一系列微齒輪嚙合接觸過(guò)程中嚙合齒廓間的范德華力。結(jié)合宏觀齒輪理論中的齒根彎曲靜強(qiáng)度校核公式引入微觀力得到修正公式。運(yùn)用修正公式和ANSYS對(duì)微齒輪系進(jìn)行彎曲靜強(qiáng)度分析，對(duì)比理論和數(shù)值分析結(jié)果接近。 人們對(duì)微摩擦已經(jīng)做了許多研究，但對(duì)于

3、微齒輪嚙合接觸過(guò)程中摩擦特性的研究幾乎沒(méi)有。本文利用分子動(dòng)力學(xué)對(duì)納米齒輪嚙合接觸過(guò)程中單齒嚙合區(qū)域的摩擦特性進(jìn)行模擬。結(jié)果表明：在單齒嚙合區(qū)域，摩擦力出現(xiàn)了類(lèi)似于宏觀齒輪摩擦的特性，但O摩擦力并不出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)處；當(dāng)增加z方向原子層數(shù)時(shí)，摩擦力最大值增大，而最小值減小，因而摩擦力曲線變得陡峭；當(dāng)增加主動(dòng)輪的角速度w<,1>時(shí)，摩擦力最大值和最小值沒(méi)有變化，只是摩擦力曲線變得更陡峭；當(dāng)改變阻力轉(zhuǎn)矩時(shí)，摩擦力曲線沒(méi)有變化。 最后推導(dǎo)了處