人字齿同步带完全啮合区理论建模与啮合干涉影响研究

发布时间：2020-07-02 17:39

【摘要】：同步带的齿面磨损是主要失效形式之一,同步带与带轮齿面啮合干涉状态影响同步带齿面磨损。本研究以人字齿同步带完全啮合区为研究对象,采用空间微分几何和齿轮啮合原理,对完全啮合区同步带与带轮进行数学建模。研究节距差和螺旋角对完全啮合区啮合干涉影响,推导不同位置处的啮合干涉量表达式,建立啮合区三维干涉形貌模型,得到不同干涉量对啮合干涉形貌的影响以及螺旋角与干涉量之间的关系。研究表明:干涉量大小是影响啮合传动噪声和振动产生重要因素,完全啮合区干涉量的大小与带与带轮的齿形有关,且随螺旋角增大,干涉量变小,磨损变小,为人字齿同步带减振降噪设计和齿形修形设计提供依据。
【图文】：

致齿面磨损，B．Stojanovic［11-12］通过实验研究梯形齿同步带传动时，带齿侧、齿根、齿槽、齿顶磨损变化规律。因此，本文以人字齿同步带啮合传动为研究对象，结合空间微分几何和齿轮啮合原理，对带轮与同步带啮合传动的完全啮合区进行建模，研究完全啮合状态下同步带与轮齿干涉状态以及干涉形成的形貌。1人字齿同步带轮模型建立人字齿同步带传动在完全啮合区域，由于带的节线与带轮节圆相重合，带轮与带齿为共轭齿廓。带轮刀具法面齿形中，同步带与带轮刀具侧弧的法面齿廓相同［13-14］。带轮刀具齿形如图1所示，其法面齿廓由直线和圆弧曲线构成。图1带轮滚刀法面齿形将刀具法面齿廓rrn转换到端面σ2中r2r，根据共轭啮合原理［15］，以及传动啮合模型，如图2所示，由坐标系σ2到坐标系σ1中，r1和φ1分别代表带轮的节圆半径和转角。图2带与带轮共轭关系经坐标变换可得到带轮齿廓曲面方程为:x1=x2rcosφ1－y2rsinφ1+r1(cosφ1+φ1sinφ1)y1=x2rsinφ1+y2rcosφ1+r1(sinφ1－φ1cosφ1)z1=z2r(1)2人字齿同步带完全啮合区带模型建立人字齿同步带与带轮进入完全啮合状态时，带轮齿是沿节圆柱上的螺旋准线形成的螺旋齿。因带齿与轮齿耦合接触，带的螺旋齿面的形成，可以视由带齿的法面沿带轮节圆柱的准线展成的空间几何曲面。以带的节线与带轮节圆相重合，建立完全啮合区传动模型。如图3所示，法面坐标系σn沿带轮的节圆柱面上准线做螺旋线运动，形成螺旋带齿。以带齿中线与节线交点on为齿廓法面坐标系σn原点，法面σn转动β角变换到端面σt，坐标系σt相对

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本文编号：2738482