基于齿廓修形的小模数塑料齿轮的力学性能研究

发布时间：2017-04-15 20:28

  本文关键词：基于齿廓修形的小模数塑料齿轮的力学性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：小模数塑料齿轮主要是由注塑机注塑成型的。在注塑过程中,由于温度、浇注环境、注塑件形状的复杂性等诸多原因,塑料齿轮会发生非线性的收缩。这使得实际制造出来的塑料齿轮的齿形轮廓甚至齿轮参数与原本设计的不同,这些塑料齿轮在使用过程中会发生很多的工程问题。本文以伟易达电子有限公司的玩具产品中的小模数塑料齿轮为研究对象,介绍了塑料齿轮的制造工艺,提出以传统注塑方法得到的塑料齿轮的不足之处。通过分析塑料齿轮的啮合特性,研究了塑料齿轮齿根断裂和齿顶易磨损的原因,发现了齿根修形对齿轮齿根强度的影响以及齿顶修形对齿轮齿顶疲劳寿命的影响。以齿廓修形理论和方法为基础,并结合试验设计,得到塑料齿轮齿根和齿顶的最优修形方法。并利用ANSYS Workbench软件对修形前后的塑料齿轮的齿根强度和齿顶耐磨性分别进行结构静力和疲劳寿命的分析。为了验证其软件仿真的准确性以及试验设计的合理性,再对塑料齿轮的齿根强度与齿顶耐磨性进行了工程实物测试。最终达到提高塑料齿轮的强度与耐磨性的力学性能的目的,既解决了课题中的工程问题,又提高了企业的产品质量和经济效益,也为今后小模数塑料齿轮的设计提供了一定的参考。
【关键词】：小模数塑料齿轮 齿根断裂 齿顶磨损 齿根修形 齿顶修形
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 引言8-9
• 1.2 课题的工程背景9-10
• 1.2.1 课题的来源9
• 1.2.2 工程中常出现的问题9-10
• 1.3 研究的目标及意义10-11
• 1.3.1 研究目的与意义10
• 1.3.2 研究的主要内容10-11
• 1.4 可行性分析11
• 1.5 国内外研究现状11-13
• 1.6 技术路线13-14
• 1.7 论文章节安排14-16
• 第二章 小模数塑料齿轮的设计方法及其出现的工程问题16-25
• 2.1 研究对象及其基本参数16-17
• 2.2 小模数塑料齿轮注塑收缩与注塑型腔的设计17-23
• 2.2.1 工程塑料材料17
• 2.2.2 小模数塑料齿轮制造工艺17-19
• 2.2.3 塑料齿轮注塑收缩及其产生机理19-20
• 2.2.4 材料收缩率与型腔非线性收缩20-21
• 2.3.5 齿轮型腔参数尺寸计算方法21-23
• 2.3 小模数塑料齿轮出现的工程问题23-24
• 2.3.1 工程中齿轮齿根断裂23
• 2.3.2 工程中齿轮齿顶磨损23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 小模数塑料齿轮齿根优化设计25-38
• 3.1 小模数塑料齿轮齿根断裂的原因25
• 3.2 齿轮修形理论与齿根修形25-28
• 3.2.1 齿廓修形理论25-27
• 3.2.2 齿根修形及其对齿根强度的影响27-28
• 3.3 齿轮齿根强度仿真验证28-32
• 3.3.1 结构线性静力分析基础28
• 3.3.2 齿轮齿根强度仿真分析28-32
• 3.4 塑料齿轮齿根修形的试验设计32-36
• 3.4.1 过渡圆角半径对齿根强度的影响32-34
• 3.4.2 齿轮齿根最佳过渡圆角半径的设计34-36
• 3.5 本章小结36-38
• 第四章 小模数塑料齿轮齿顶优化设计38-58
• 4.1 小模数塑料齿轮齿顶易磨损的原因38
• 4.2 塑料齿轮齿顶磨损与齿顶修形方法38-44
• 4.2.1 渐开线齿轮传动啮合特性38-40
• 4.2.2 齿顶修形及其对齿轮耐磨损性的影响40-41
• 4.2.3 齿顶修形方法41-44
• 4.3 齿轮齿顶耐磨寿命仿真验证44-52
• 4.3.1 疲劳寿命理论与方法44-46
• 4.3.2 齿轮齿顶耐磨寿命仿真分析46-52
• 4.4 塑料齿轮齿顶修形的试验设计52-56
• 4.4.1 最大修形量对齿顶磨损性的影响52-53
• 4.4.2 修形曲线对齿顶磨损性的影响53-54
• 4.4.3 最佳齿顶修形方法54-56
• 4.5 本章小结56-58
• 第五章 塑料齿轮齿根强度与齿顶耐磨性的工程实验分析58-64
• 5.1 小模数塑料齿轮的工程标准58
• 5.1.1 齿轮强度的工程标准58
• 5.1.2 齿轮寿命的工程标准58
• 5.2 塑料齿轮的工程测试58-61
• 5.2.1 齿轮强度的工程测试58-59
• 5.2.2 齿轮寿命的工程测试59-61
• 5.3 测试结果与仿真试验结果对比61-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第六章 总结与展望64-67
• 6.1 总结64-65
• 6.2 本文的创新点及工程效益65-66
• 6.3 展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-71
• 攻读学位期间的研究成果71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 刘越;刘大濵;张祖智;戈红霞;;轮齿啮合综合刚度的计算方法研究[J];车辆与动力技术;2013年03期

2 贾乃智;;渐开线塑料齿轮模具设计技术[J];模具技术;2011年05期

3 孙志莹;曾红;;基于ANSYS Workbench对渐开线直齿圆柱齿轮接触疲劳寿命分析[J];现代机械;2011年02期

4 高耀东,张灶法;齿轮齿根部最佳过渡圆角的计算[J];现代制造工程;2003年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 端木萍萍;某差速器齿轮的动态啮合分析与疲劳寿命研究[D];南京理工大学;2014年

  本文关键词：基于齿廓修形的小模数塑料齿轮的力学性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：309213