椭圆弧齿线圆柱齿轮啮合特性及其铣削加工方法研究

发布时间：2021-04-15 02:59

　　传统渐开线圆柱齿轮在机械传动领域应用广泛,但也存在明显不足,如直齿轮重合度小、承载能力低,斜齿轮有轴向分力、对轴系支撑刚度要求高,而人字齿轮工艺复杂、易偏载。随着机械设备的不断升级,亟待开发一种传动性能更优越的曲线齿线圆柱齿轮。目前研究的圆弧齿线圆柱齿轮传动性能优越,克服了传统渐开线齿轮的部分不足,但是要高效地加工圆弧齿线圆柱齿轮还是困难重重。在圆弧齿线圆柱齿轮的研究过程中发现:椭圆弧齿圆柱齿轮同样具备优良的传动特性,对其基本可以实现高效、快速地加工。在曲线齿线圆柱齿轮的研究基础上,本文首次提出了全齿宽啮合型椭圆弧齿线圆柱齿轮,基于椭圆弧齿线齿条齿轮啮合模型,明确了齿轮几何特征,其径向截面均为渐开线齿廓,齿线在分度圆柱面上的展开图形是对称椭圆弧。依据空间几何坐标计算法,推导出齿面方程,并基于Solidworks二次开发技术编写了该齿轮三维自动建模程序。运用齿轮空间啮合原理,建立了共轭齿面方程、接触线方程,并借助齿轮三维模型进行了共轭齿面接触线验证。利用重合度统一定义法,推导了端面及轴向重合度计算公式。对齿轮副进行受力分析,推导了齿根弯曲及齿面接触疲劳强度计算公式。与直齿轮、斜齿轮静力仿... 

【文章来源】：扬州大学江苏省

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１现有渐开线圆柱齿轮??

为实现一种全齿宽啮合型曲线齿线圆柱齿轮的高效加工，本文提出了椭圆弧齿线圆柱??齿轮，其主要特征是：齿线是对称的空间椭圆弧，齿廓为渐开线，径向截面内周向齿廓相??等。其模型图如图１．２所示。??端面齿廓椭圆弧齿线??图１．２椭圆弧齿线圆柱齿轮??１．２齿轮传动技术研究现状??齿轮传动是应用最为广泛的传动装置，作为众多机电产品的核心部件，其质量、性能??和可靠性直接影响到设备的技术指标。随着“中国制造２０２５”的深入发展，各种高性能机??械设备对齿轮加工质量和使用性能的要求不断提高，因此齿轮新结构、新理论、新工艺等??方面的研宄与应用，成为目前齿轮研宄工作的重点。??齿轮的齿形与结构决定齿轮的主要传动性能，是齿轮研究最核心的内容。为了提高齿??轮传动的承载能力，国内外齿轮研究工作者在齿轮齿形方面进行了不少创新，对抛物线圆??柱齿轮、圆弧齿线圆柱齿轮、双圆弧圆柱齿轮、微线段圆柱齿轮等新型齿轮进行了深入研??究，形成了较完备的理论与技术体系［７＿８］。如Ｈｓｕｅｈ－ＣｈｅｎｇＹａｎｇ应用虚拟齿条刀具方法，??建立了抛物线齿轮三维模型

（ａ）非全齿宽啮合齿轮齿线?（ｂ）全齿宽啮合齿轮齿线??图１．３分度圆柱面上的齿线展开图??全齿宽啮合型圆弧齿线圆柱齿轮和非全齿宽啮合型圆弧齿线圆柱齿轮的分度圆柱面??展开齿线的几何参数主要区别如图１．３所示１２２］［２３】。如图１．３?（ａ）所示，非全齿宽啮合型圆??弧齿线圆柱齿轮端面齿厚Ｐ，、齿槽宽Ｓ■，与中间截面齿厚Ａ、齿槽宽＆不相等，即??且凹齿面齿线半径心与凸齿面齿线半径也不相等。如图１．３?（ｂ）所示，全齿宽??哺合型圆弧齿线圆柱齿轮分度圆柱面展开齿线上任意径向截面齿廓的齿槽宽和齿厚都相??等，且为齿距的一半，即Ｐ产ＰＣ＝＆?＝?５ＷＶ２，凹齿面齿线半径心与凸齿面齿线半径凡．相等。??１．３．１非全齿宽啮合型圆弧齿线圆柱齿轮研究现状??个２ｒ??一??图１．４旋转刀盘法??


本文编号：3138541