变位系数对高转速齿轮传动质量的改善研究
发布时间：2021-07-31 22:42
齿轮传动具有效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长等特点,被广泛运用于各类机械传动设备中。对齿轮副选取合适的变位系数可以使之适应各种工作环境并保持很好的传动质量。本研究主要解决电动绿篱机高速齿轮副在运行时的噪音大、温度高等问题。目前国内外对于此类新兴电动设备传动齿轮的研究较少,缺乏相应的设计参考。本研究以现有电动绿篱机齿轮箱高速轴齿轮副的工况为基础,分析了变位系数对高转速、冲击载荷下齿轮传动系统传动质量的影响。最终希望能将相应的研究结果与方法用于指导后续类似设备的齿轮副设计。文中采用三维建模软件NX10.0对现有绿篱机高速轴齿轮副建模,然后通过有限元分析软件ANSYS对其主、从动齿轮进行了热应力、最大变形量、最大主应力分析,并完成了该齿轮副疲劳寿命计算。对比主、从动齿轮的总变形量与其生产图纸的设计公差,得出现有的主、从动齿轮及齿轮箱的相应尺寸公差设计不合理;通过对主、从动齿轮的疲劳寿命计算,得出主、从动齿轮的疲劳寿命相差很大,根据木桶原理得出现有变位系数选取的不合理。文中在不改变现有齿轮传动参数前提下,从齿轮副的变位系数着手以优化现有齿轮副参数为目的,对主、从动齿轮进行了相应的分组分析。文...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高速轴齿轮副啮合三维图
图 2-2 高速轴齿轮副啮合效果图据渐开线齿轮的齿形函数关系式，以及啮合时的动态过程可知，齿轮齿轮节圆公差以及主、从动齿轮中心距间存在式 2-2 的关系。 =∑ 入公差极限范围可以求出 的范围为[-0.117,0.263]mm。处仅只考虑了齿轮及齿轮箱设计的尺寸公差引起的齿轮副啮合间隙的虑齿轮中心轴的误差以及安装时的轴承误差等外在其他因素。同时此间隙是齿轮常态下存在的间隙范围，考虑到齿轮工作时，加上负载后变形量需要在后续进一步的进行计算。从相应的设计公差上分析得出，此处的齿轮公差与固定齿轮的齿轮箱得不尽合理。其中啮合间隙存在负值的可能性，这解释了现有的设备动齿轮两端的轴承损坏的现象。负值的间隙将直接作用到轴承上，这命性的破坏影响。考虑到齿轮因为热变形、加载后的变形，此负值啮合将进一步扩大，故而需要在后续的设计分析中避免此情况发生。
图 2-3 Premax 数据分析结果图通过分析对应的振动数据关系可以得出，在此时齿轮箱三个方向下的振动情况如表 2-2 所示。表 2-2 齿轮箱的振动结果X 方向 Y 方向 Z 方向最高频率/103Hz205.3 193.5 103.9最大振幅/10-3mm2.53 1.34 7.65从表中可以看出设备的啮合时产生的振动频率属于中频，振幅较大，这样的振动下很容易引起操作者的不适。同时此类振动也将影响设备其他采用螺钉连接的部位，易造成连接部位松动。为了进一步说明现有电动绿篱机的工况效果，在此处对同型号的燃油机绿篱机同时进行了空载工作时的外部工况测量，结果如表 2-3 所示。表 2-3 油电绿篱机工况测试对比表工作电压/V 工作电流/A空载续航时间/h工作温度/℃ 工作噪音/dB
【参考文献】：
期刊论文
[1]渗碳齿轮钢喷丸强化工艺试验研究[J]. 张媛媛,杨柳,陈丽辉. 机械传动. 2018(08)
[2]基于ANSYS Workbench的齿轮弯曲疲劳寿命分析[J]. 刘本学,郭沛东,徐科飞,张二亮. 机械设计与制造. 2018(02)
[3]一种电动工具用高速电机的分析与设计[J]. 黄平林,罗妤. 机械设计与制造. 2018(01)
[4]基于Matlab的渐开线少齿差行星齿轮变位系数取值方法研究[J]. 冯定,杨行,冯一璟,王杰,向正新,吴晗. 机械传动. 2017(07)
[5]变位面齿轮副承载特性分析及变位系数优化[J]. 付学中,方宗德,侯祥颖,李建华. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(06)
[6]高速列车齿轮箱润滑性能优化与热平衡温度分析[J]. 刘杰,刘世军,徐文博,王峰,郭鹏辉. 机械传动. 2017(04)
[7]基于包络精确算法的渐开线齿廓谐波齿轮侧隙计算[J]. 王永强,张志永. 机电工程技术. 2017(03)
[8]少齿数非对称齿轮参数对温度场影响分析[J]. 陈庭. 机械传动. 2017(03)
[9]高变位齿轮的修形及降噪分析[J]. 王成刚,晏芙蓉,何凡,孙宝坤,曲令帅,游应强. 工具技术. 2017(02)
[10]双渐开线齿轮传动稳态温度场模拟分析[J]. 樊智敏,王瑞雪,周万峰. 机械强度. 2017(01)
硕士论文
[1]含齿根裂纹斜齿圆柱齿轮接触应力及模态分析[D]. 孔军廷.江西理工大学 2016
[2]固体润滑涂层齿轮传动温度场分析[D]. 李宁.重庆大学 2015
[3]某型直升机主减速器分扭传动轴系热分析研究[D]. 彭杰.中南大学 2014
[4]润滑对齿轮传动性能和疲劳寿命影响规律研究[D]. 刘恒.武汉理工大学 2013
[5]行星锥盘无级变速器参数化设计系统的开发和热场分析[D]. 程伟华.西安理工大学 2008
本文编号：3314312
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高速轴齿轮副啮合三维图
图 2-2 高速轴齿轮副啮合效果图据渐开线齿轮的齿形函数关系式，以及啮合时的动态过程可知，齿轮齿轮节圆公差以及主、从动齿轮中心距间存在式 2-2 的关系。 =∑ 入公差极限范围可以求出 的范围为[-0.117,0.263]mm。处仅只考虑了齿轮及齿轮箱设计的尺寸公差引起的齿轮副啮合间隙的虑齿轮中心轴的误差以及安装时的轴承误差等外在其他因素。同时此间隙是齿轮常态下存在的间隙范围，考虑到齿轮工作时，加上负载后变形量需要在后续进一步的进行计算。从相应的设计公差上分析得出，此处的齿轮公差与固定齿轮的齿轮箱得不尽合理。其中啮合间隙存在负值的可能性，这解释了现有的设备动齿轮两端的轴承损坏的现象。负值的间隙将直接作用到轴承上，这命性的破坏影响。考虑到齿轮因为热变形、加载后的变形，此负值啮合将进一步扩大，故而需要在后续的设计分析中避免此情况发生。
图 2-3 Premax 数据分析结果图通过分析对应的振动数据关系可以得出，在此时齿轮箱三个方向下的振动情况如表 2-2 所示。表 2-2 齿轮箱的振动结果X 方向 Y 方向 Z 方向最高频率/103Hz205.3 193.5 103.9最大振幅/10-3mm2.53 1.34 7.65从表中可以看出设备的啮合时产生的振动频率属于中频，振幅较大，这样的振动下很容易引起操作者的不适。同时此类振动也将影响设备其他采用螺钉连接的部位，易造成连接部位松动。为了进一步说明现有电动绿篱机的工况效果，在此处对同型号的燃油机绿篱机同时进行了空载工作时的外部工况测量，结果如表 2-3 所示。表 2-3 油电绿篱机工况测试对比表工作电压/V 工作电流/A空载续航时间/h工作温度/℃ 工作噪音/dB
【参考文献】：
期刊论文
[1]渗碳齿轮钢喷丸强化工艺试验研究[J]. 张媛媛,杨柳,陈丽辉. 机械传动. 2018(08)
[2]基于ANSYS Workbench的齿轮弯曲疲劳寿命分析[J]. 刘本学,郭沛东,徐科飞,张二亮. 机械设计与制造. 2018(02)
[3]一种电动工具用高速电机的分析与设计[J]. 黄平林,罗妤. 机械设计与制造. 2018(01)
[4]基于Matlab的渐开线少齿差行星齿轮变位系数取值方法研究[J]. 冯定,杨行,冯一璟,王杰,向正新,吴晗. 机械传动. 2017(07)
[5]变位面齿轮副承载特性分析及变位系数优化[J]. 付学中,方宗德,侯祥颖,李建华. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(06)
[6]高速列车齿轮箱润滑性能优化与热平衡温度分析[J]. 刘杰,刘世军,徐文博,王峰,郭鹏辉. 机械传动. 2017(04)
[7]基于包络精确算法的渐开线齿廓谐波齿轮侧隙计算[J]. 王永强,张志永. 机电工程技术. 2017(03)
[8]少齿数非对称齿轮参数对温度场影响分析[J]. 陈庭. 机械传动. 2017(03)
[9]高变位齿轮的修形及降噪分析[J]. 王成刚,晏芙蓉,何凡,孙宝坤,曲令帅,游应强. 工具技术. 2017(02)
[10]双渐开线齿轮传动稳态温度场模拟分析[J]. 樊智敏,王瑞雪,周万峰. 机械强度. 2017(01)
硕士论文
[1]含齿根裂纹斜齿圆柱齿轮接触应力及模态分析[D]. 孔军廷.江西理工大学 2016
[2]固体润滑涂层齿轮传动温度场分析[D]. 李宁.重庆大学 2015
[3]某型直升机主减速器分扭传动轴系热分析研究[D]. 彭杰.中南大学 2014
[4]润滑对齿轮传动性能和疲劳寿命影响规律研究[D]. 刘恒.武汉理工大学 2013
[5]行星锥盘无级变速器参数化设计系统的开发和热场分析[D]. 程伟华.西安理工大学 2008
本文编号：3314312
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