蜗线型非圆齿轮啮合理论及传动特性分析

发布时间：2017-11-15 03:12

  本文关键词：蜗线型非圆齿轮啮合理论及传动特性分析

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【摘要】：作为应用最为普遍的传动件之一,齿轮已被各行各业所广泛使用。而非圆齿轮以其独特的传动性能正受各国学者的积极关注,蜗线型齿轮作为近年提出的一种新式非圆齿轮,具有广阔的工业应用前景,故有必要对其啮合理论与传动特性进行系统的研究与分析,以形成完善的理论基础,为蜗线型齿轮设计参数的选择与进一步应用提供理论依据。基于此,本课题以蜗线型齿轮作为研究对象,主要探讨了蜗线型齿轮副的啮合理论及建模方法,通过对不同阶次蜗线型齿轮的模态分析,确定了齿轮的固有频率范围与基本振型,对一阶及2-3蜗线型齿轮副的传动特性进行了理论与仿真分析,并通过传动试验进一步验证了蜗线型齿轮副的实际传动特性。首先,基于非圆齿轮啮合理论,推导得到蜗线型齿轮相关的设计理论基础,并对其进行三维建模;在利用齿廓法线法设计蜗线型齿轮副时,发现根据其节曲线方程无法直接得出共轭齿轮的节曲线,基于此提出采用数值计算与曲线拟合的方法生成蜗线型齿轮副共轭齿轮节曲线,并分析了该方法的正确性与设计精度。其次,建立一阶及高阶蜗线型齿轮副的有限元模型,在ANSYS软件中对其进行模态分析,得到其固有频率与基本振型,为齿轮传动系统的振动特性分析、振动故障诊断与动力学特性分析提供理论支持,分析不同蜗线型齿轮阶数与模数对其模态特性的影响规律与原因,为蜗线型齿轮设计初期相关参数的选取提供了参考依据。最后,在运动仿真软件中对一阶及高阶蜗线型齿轮副的运动情况进行仿真,得到其输出角速度曲线与接触力图,通过与理论曲线的对比分析证明理论传动特性的正确性,同时也从侧面验证了蜗线型齿轮副设计方法的准确性;设计搭建蜗线型齿轮传动试验平台,并考察蜗线型齿轮的实际传动特性,通过对测试数据与理论数据的对比分析,找出误差产生的主要原因并提出改进措施。通过以上研究,建立了较为完善的蜗线型齿轮啮合理论基础,并通过其模态分析与传动仿真及试验分析,明确了蜗线型齿轮的传动特性,为其实际工业应用提供理论基础。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.41

【参考文献】

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本文编号：1188116