纯滚动单圆弧齿轮的理论分析及运动仿真
发布时间：2021-02-18 16:47
目前普遍应用的共轭曲线齿轮和非共轭曲线齿轮在啮合时均存在相对滑动,由此易产生齿面磨损、胶合、塑性变形等问题。本论文为解决上述问题设计了一种仅在节点处啮合（无相对滑动）的点啮合制新型齿轮,此新型齿轮（纯滚动单圆弧齿轮）在传动过程中相互啮合的齿廓之间始终保持纯滚动接触。依据上述设计初衷,运用辅助齿条成形齿面的原理形成纯滚动单圆弧齿轮的齿面。以建立包络齿廓方程为基础,结合坐标变换原理和啮合点条件表达式推导出纯滚动凸齿轮和纯滚动凹齿轮的齿面方程表达式,以及齿面工作线和啮合线的方程式。凸齿轮和凹齿轮的齿面工作线均为螺旋线,啮合线则为过节点且平行于齿轮回转轴线的一条直线。讨论了齿轮变位时啮合点的变化情况,通过分析中心距无误差和中心距有误差两种情况下纯滚动单圆弧齿轮的运动特性发现,虽然在中心距有误差的情况下啮合点不在节点,但在啮合点处产生的滑动速度非常小,可有效地避免在重载荷时齿面发生过度的磨损和胶合。运用SolidWorks软件分别对纯滚动凸齿轮和纯滚动凹齿轮进行建模并装配。在此基础上用SolidWorks软件中的运动仿真插件COSMOSMotion对模型的装配体进行运动仿真,将仿真得到的数据曲线...
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
所图1-1常见渐开线直齿轮啮合示意图
人们就一直试图研究和寻求比渐开线更优越的齿廓，点啮合圆弧齿轮即属于一种新的啮合制。其将渐开线齿轮轮齿的凸面与凸面相接触，改变成齿廓使凸圆弧齿廓与凹圆弧齿廓相啮合，以增大诱导法曲率半径，提高接触强度[9]。1922 年，Vichers-Bostock-Bramley 提出凸、凹齿面相啮合的齿轮传动。其齿形廓是摆线，凸齿是长幅外摆线，凹齿是长幅内摆线，在端面内具有重合度。由于相廓具有很大的相对曲率半径，齿面接触应力比渐开线齿轮小得多。但这种齿轮由顶厚很小，齿顶弯曲强度较弱，在一次远航中发生断齿事故，从而限制了 VBB用[9]。1956 年，前苏联的诺维柯夫从点啮合传动原理出发，发明了一种端面内主从动齿别为凸、凹圆弧的点啮合圆弧齿轮，为制造方便建议采用法面齿廓为圆弧。齿kov 齿廓很接近，所以国际上统称为 W-N 齿轮[10]。它是以凸凹齿面相接触进行啮具有很大的相对曲率半径，接触强度高。早期的单圆弧齿轮弯曲强度较低，在加厂同一模数的一对齿轮时，需要两把滚刀工带来诸多不便，为克服上述缺点，苏联科学家首先提出了公切型双圆弧齿轮，廓的凸凹齿廓用公切线相连，凸凹连接过渡部分实际是由滚刀的直线刃加工制成一对齿轮啮合过渡齿面之间的间隙很小，承载齿面经过轻微跑合磨损后将导致过，不可避免地引发该区早期点蚀，它是产生后期疲劳断齿的裂纹源[9]。
图 2-1 坐标的平移坐标系 S1(O1-X1Y1Z1)和坐标系 S(O-XYZ)，坐标系中的坐标为 (a, b,0)。已知任一点M S 坐标系中的坐标为 ( x ,y,0)。由解析几何学111abx xy yz z = + = + = ： = + + = + + = + + 00101b110a11111111zxyzyxyxxy阵形式：
【参考文献】：
期刊论文
[1]齿轮轮齿齿廓的研究进展[J]. 樊智敏. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2003(S1)
[2]双渐开线齿轮振动特性的试验研究[J]. 樊智敏,张光辉. 机械科学与技术. 2002(05)
[3]齿轮纯滚动啮合的原理与实现[J]. 黄小平,黄爱苹,黄锡恺. 机械传动. 2001(03)
[4]分阶式双渐开线齿轮的光弹试验与弯曲强度试验研究[J]. 许洪斌,张光辉,加藤正名. 机械工程学报. 2000(08)
[5]双渐开线齿轮最小齿数的研究[J]. 樊智敏,张光辉. 重庆大学学报(自然科学版). 1998(06)
[6]分阶式双渐开线齿轮[J]. 张光辉,许洪斌,龙慧. 机械工程学报. 1995(06)
[7]齿轮传动技术的现状和展望[J]. 唐定国,陈国民. 机械工程学报. 1993 (05)
本文编号：3039820
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
所图1-1常见渐开线直齿轮啮合示意图
人们就一直试图研究和寻求比渐开线更优越的齿廓，点啮合圆弧齿轮即属于一种新的啮合制。其将渐开线齿轮轮齿的凸面与凸面相接触，改变成齿廓使凸圆弧齿廓与凹圆弧齿廓相啮合，以增大诱导法曲率半径，提高接触强度[9]。1922 年，Vichers-Bostock-Bramley 提出凸、凹齿面相啮合的齿轮传动。其齿形廓是摆线，凸齿是长幅外摆线，凹齿是长幅内摆线，在端面内具有重合度。由于相廓具有很大的相对曲率半径，齿面接触应力比渐开线齿轮小得多。但这种齿轮由顶厚很小，齿顶弯曲强度较弱，在一次远航中发生断齿事故，从而限制了 VBB用[9]。1956 年，前苏联的诺维柯夫从点啮合传动原理出发，发明了一种端面内主从动齿别为凸、凹圆弧的点啮合圆弧齿轮，为制造方便建议采用法面齿廓为圆弧。齿kov 齿廓很接近，所以国际上统称为 W-N 齿轮[10]。它是以凸凹齿面相接触进行啮具有很大的相对曲率半径，接触强度高。早期的单圆弧齿轮弯曲强度较低，在加厂同一模数的一对齿轮时，需要两把滚刀工带来诸多不便，为克服上述缺点，苏联科学家首先提出了公切型双圆弧齿轮，廓的凸凹齿廓用公切线相连，凸凹连接过渡部分实际是由滚刀的直线刃加工制成一对齿轮啮合过渡齿面之间的间隙很小，承载齿面经过轻微跑合磨损后将导致过，不可避免地引发该区早期点蚀，它是产生后期疲劳断齿的裂纹源[9]。
图 2-1 坐标的平移坐标系 S1(O1-X1Y1Z1)和坐标系 S(O-XYZ)，坐标系中的坐标为 (a, b,0)。已知任一点M S 坐标系中的坐标为 ( x ,y,0)。由解析几何学111abx xy yz z = + = + = ： = + + = + + = + + 00101b110a11111111zxyzyxyxxy阵形式：
【参考文献】：
期刊论文
[1]齿轮轮齿齿廓的研究进展[J]. 樊智敏. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2003(S1)
[2]双渐开线齿轮振动特性的试验研究[J]. 樊智敏,张光辉. 机械科学与技术. 2002(05)
[3]齿轮纯滚动啮合的原理与实现[J]. 黄小平,黄爱苹,黄锡恺. 机械传动. 2001(03)
[4]分阶式双渐开线齿轮的光弹试验与弯曲强度试验研究[J]. 许洪斌,张光辉,加藤正名. 机械工程学报. 2000(08)
[5]双渐开线齿轮最小齿数的研究[J]. 樊智敏,张光辉. 重庆大学学报(自然科学版). 1998(06)
[6]分阶式双渐开线齿轮[J]. 张光辉,许洪斌,龙慧. 机械工程学报. 1995(06)
[7]齿轮传动技术的现状和展望[J]. 唐定国,陈国民. 机械工程学报. 1993 (05)
本文编号：3039820
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