章动面齿轮传动参数计算及啮合分析

发布时间：2020-05-21 09:15

【摘要】：章动面齿轮传动是在章动齿轮传动和面齿轮传动的基础上,建立起的一种新型传动形式,其具有体积小、重量轻、高重合度、高承载能力、高传动比等许多独特的优点,在高速重载的场合具有广泛的应用前景。针对这种新型的传动形式,本文研究的主要内容如下:1、在章动面齿轮传动齿面创成原理的研究中,介绍了章动面齿轮传动的工作原理和基本结构;研究了齿形设计参数对传动中各角度的影响;建立了相关坐标系,通过坐标变换以及齿轮啮合原理推导出章动面齿轮传动的齿面方程和过渡曲面方程。2、在章动面齿轮传动的共轭啮合原理的研究中,利用不发生齿顶变尖和齿根根切的条件,得到章动面齿轮传动的界限尺寸的计算公式,研究了齿形设计参数对界限尺寸及齿宽的影响;推导出章动面齿轮的共轭啮合条件,研究了齿面离散数据点坐标的生成方法,建立了三维模型。3、在章动面齿轮啮合传动接触分析的研究中,推导章动面齿轮传动的啮合基本方程和含安装误差的啮合轨迹方程。分析了不同安装误差下的接触轨迹以及主曲率的变化趋势。对接触点处的主曲率、扩展的椭圆半径以及最大接触应力进行计算。4、采用VB与MATLAB的混合编程,开发了章动面齿轮参数设计及啮合分析软件。软件的内容主要包括章动面齿轮传动的参数计算、齿面创成以及啮合分析。
【图文】：

示意图,面齿轮,示意图

ａ）直齿面齿轮传动逦ｂ）斜齿面齿轮传动逦ｃ）弧齿面齿轮传动逡逑图１．２常见的几种面齿轮传动形式逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｓｅｖｅｒａｌ邋ｃｏｍｍｏｎ邋ｆｏｎｎｓ邋ｏｆ邋ｆａｃｅ邋ｇｅａｒ邋ｄｒｉｖｅ逡逑２０世纪４０年代，Ｂｕｃｋｉｎｇｈａｍ在其著作中最早提出了面齿轮的概念［４］。他提出把面逡逑齿轮轮齿看作压力角和齿距都可变的齿条，把圆柱齿轮与圆锥齿轮的啮合看成是圆柱齿逡逑轮在其不同轴截面上与齿条的啮合，并且采用投影几何的方法得到了面齿轮在不同轴截逡逑面上的近似齿形。逡逑Ｌｉｔｖｉｎ及其团队的研宄使面齿轮的应用得到了极大的推广［５＿１Ｇ］。他们利用微分几何逡逑和啮合原理，对面齿轮的齿面方程进行推导，得到了面齿轮根切和变尖的界限条件。为逡逑了避免了不希望的边缘接触，Ｌｉｔｖｉｎ提出通过采用齿数比与面齿轮相啮合的圆柱齿轮齿逡逑数多１－３个的插齿刀，将接触痕迹限制在局部，使两齿面之间形成点接触以代替瞬时线逡逑接触，发展了点接触面齿轮传动理论。在提高面齿轮传动性能方面，Ｌｉｔｖｉｎ提出了一种逡逑非对称面齿轮传动的结构，西班牙学者Ｃｌａｕｄｉｏ邋Ｚａｎｚｉ提出了直齿轮鼓形修形技术［｜｜］，逡逑通过计算机仿真对面齿轮的啮合性能进行研宄，，为面齿轮齿形设计奠定了理论基础。逡逑随着对面齿轮研究的深入以及设计方法的改善，其承载能力和运行速度得到了明显逡逑

示意图,面齿轮,传动形式

逑圆柱齿轮１＾＾＿逡逑图１．１面齿轮传动的示意图逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｔｈｅ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｏｆ邋ｆａｃｅ邋ｇｅａｒ邋ｄｒｉｖｅ逡逑ａ）直齿面齿轮传动逦ｂ）斜齿面齿轮传动逦ｃ）弧齿面齿轮传动逡逑图１．２常见的几种面齿轮传动形式逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｓｅｖｅｒａｌ邋ｃｏｍｍｏｎ邋ｆｏｎｎｓ邋ｏｆ邋ｆａｃｅ邋ｇｅａｒ邋ｄｒｉｖｅ逡逑２０世纪４０年代，Ｂｕｃｋｉｎｇｈａｍ在其著作中最早提出了面齿轮的概念［４］。他提出把面逡逑齿轮轮齿看作压力角和齿距都可变的齿条，把圆柱齿轮与圆锥齿轮的啮合看成是圆柱齿逡逑轮在其不同轴截面上与齿条的啮合，并且采用投影几何的方法得到了面齿轮在不同轴截逡逑面上的近似齿形。逡逑Ｌｉｔｖｉｎ及其团队的研宄使面齿轮的应用得到了极大的推广［５＿１Ｇ］。他们利用微分几何逡逑和啮合原理，对面齿轮的齿面方程进行推导，得到了面齿轮根切和变尖的界限条件。为逡逑了避免了不希望的边缘接触，Ｌｉｔｖｉｎ提出通过采用齿数比与面齿轮相啮合的圆柱齿轮齿逡逑数多１－３个的插齿刀，将接触痕迹限制在局部，使两齿面之间形成点接触以代替瞬时线逡逑接触，发展了点接触面齿轮传动理论。在提高面齿轮传动性能方面，Ｌｉｔｖｉｎ提出了一种逡逑非对称面齿轮传动的结构
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH132.41

【参考文献】