具有误差特征的齿轮副空间解析理论及其力学特性研究
发布时间：2024-05-25 11:55
装备制造业的转型与升级的不断推进,对装备制造业中应用广泛的齿轮传动系统的性能也提出了更高的要求,而准确的对齿轮副各种特性进行计算是进行高性能的齿轮传动系统的设计与制造的基础。受齿轮设计、加工和装配过程的影响,齿轮副在安装后是必然存在误差的,并且是不可消除的,因此,误差特征成为了齿轮副的固有属性,而准确的计算与评价具有误差特征的齿轮副性能却是齿轮计算理论中的难点。不同于现有的运用有限元模型、或者是基于理想模型的国际与国家标准的系数法,本文将建立一种全新的具有多自由度误差特征的齿轮副空间解析模型与理论,并对其啮合与力学特性进行研究,具体如下:首先,建立了具有多自由度误差特征的齿轮副空间啮合数学模型:基于齿轮加工原理与坐标变换理论定义了在啮合坐标系下的曲面轮廓参数方程,并以大齿轮所在的安装位置为参考理想位置,通过空间解析几何原理,建立了新的齿轮副切片模型,该模型由多组切片齿轮啮合副组成,每组齿轮啮合副由一片标准大齿轮切片与一片非标准小齿轮切片组成。另外,针对新解析模型也提出了具有误差特征的初始啮合角度的计算方法。其次,进行了具有多自由度误差特征的齿轮副时变啮合刚度的解析方法的研究:根据具有误...
【文章页数】：158 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 齿轮啮合刚度
1.2.2 齿轮接触应力
1.2.3 齿轮齿根应力
1.2.4 齿轮传动误差
1.3 课题来源与主要研究内容
1.3.1 课题来源
1.3.2 课题主要研究内容
第二章 具有误差特征的齿轮副啮合解析数学模型
2.1 概述
2.2 坐标系统与误差定义
2.2.1 坐标系统的定义
2.2.2 误差特征的定义
2.3 具有误差特征的齿轮副原始轮廓方程
2.3.1 无误差条件下的齿轮副轮廓方程
2.3.2 具有误差特征的齿轮副轮廓方程
2.4 具有误差特征的啮合齿轮副轮廓方程
2.5 具有误差特征的齿轮副初始啮合角度
2.6 本章小结
第三章 具有误差特征的齿轮副啮合刚度解析模型
3.1 概述
3.2 具有误差的齿轮副几何变形协调方程
3.3 含误差的齿轮副的刚度
3.3.1 大齿轮切片的刚度
3.3.2 小齿轮切片的刚度
3.3.3 齿轮副总的综合刚度
3.5 结果与讨论
3.5.1 有限元模型与验证
3.5.2 无误差条件下的齿轮啮合刚度
3.5.3 具有绕Xae轴的旋转误差的齿轮啮合刚度
3.5.4 具有绕Yae轴的旋转误差的齿轮啮合刚度
3.5.5 具有绕Zae轴的旋转误差的齿轮啮合刚度
3.5.6 具有沿Xae轴的移动误差的齿轮啮合刚度
3.5.7 具有沿Yae轴的移动误差的齿轮啮合刚度
3.5.8 具有沿Zae轴的移动误差的齿轮啮合刚度
3.5.9 具有多自由度误差的齿轮啮合刚度
3.6 本章小结
第四章 具有误差特征的齿轮副接触应力解析模型
4.1 概述
4.2 无误差条件下的齿轮副接触应力解析模型
4.2.1 未修形齿轮接触应力
4.2.2 修形齿轮的接触应力
4.3 具有误差特征的齿轮副接触应力解析模型
4.4 结果与讨论
4.4.1 齿轮副接触应力有限元对比模型
4.4.2 无误差条件下的齿轮副接触应力
4.4.3 具有绕Xwp轴的旋转误差的齿轮副接触应力
4.4.4 具有绕Ywp轴的旋转误差的齿轮副接触应力
4.4.5 具有多自由度误差的齿轮副接触应力
4.5 本章小结
第五章 误差条件下的齿轮齿根应力的解析方法研究
5.1 概述
5.2 无误差条件下的齿轮齿根应力解析模型
5.3 具有误差特征的齿轮齿根应力解析模型
5.4 结果与讨论
5.4.1 齿轮齿根应力有限元对比模型
5.4.2 无误差条件下的齿轮齿根应力
5.4.3 具有绕Xwp轴的旋转误差的齿轮齿根应力
5.4.4 具有绕Ywp轴的旋转误差的齿轮齿根应力
5.4.5 具有多自由度误差的齿轮齿根应力
5.5 本章小结
第六章 误差条件下的齿轮副传动误差的解析方法研究
6.1 概述
6.2 误差条件下的齿轮副传动误差计算模型
6.3 结果与讨论
6.3.1 齿轮副传动误差有限元对比模型
6.3.2 无误差条件下的齿轮副传动误差
6.3.3 具有绕Xwp轴的旋转误差的齿轮副传动误差
6.3.4 具有绕Ywp轴的旋转误差的齿轮副传动误差
6.3.5 具有多自由度误差的齿轮副传动误差
6.4 本章小结
结论与展望
(1) 结论
(2) 创新点
(3) 展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3982089
【文章页数】：158 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 齿轮啮合刚度
1.2.2 齿轮接触应力
1.2.3 齿轮齿根应力
1.2.4 齿轮传动误差
1.3 课题来源与主要研究内容
1.3.1 课题来源
1.3.2 课题主要研究内容
第二章 具有误差特征的齿轮副啮合解析数学模型
2.1 概述
2.2 坐标系统与误差定义
2.2.1 坐标系统的定义
2.2.2 误差特征的定义
2.3 具有误差特征的齿轮副原始轮廓方程
2.3.1 无误差条件下的齿轮副轮廓方程
2.3.2 具有误差特征的齿轮副轮廓方程
2.4 具有误差特征的啮合齿轮副轮廓方程
2.5 具有误差特征的齿轮副初始啮合角度
2.6 本章小结
第三章 具有误差特征的齿轮副啮合刚度解析模型
3.1 概述
3.2 具有误差的齿轮副几何变形协调方程
3.3 含误差的齿轮副的刚度
3.3.1 大齿轮切片的刚度
3.3.2 小齿轮切片的刚度
3.3.3 齿轮副总的综合刚度
3.5 结果与讨论
3.5.1 有限元模型与验证
3.5.2 无误差条件下的齿轮啮合刚度
3.5.3 具有绕Xae轴的旋转误差的齿轮啮合刚度
3.5.4 具有绕Yae轴的旋转误差的齿轮啮合刚度
3.5.5 具有绕Zae轴的旋转误差的齿轮啮合刚度
3.5.6 具有沿Xae轴的移动误差的齿轮啮合刚度
3.5.7 具有沿Yae轴的移动误差的齿轮啮合刚度
3.5.8 具有沿Zae轴的移动误差的齿轮啮合刚度
3.5.9 具有多自由度误差的齿轮啮合刚度
3.6 本章小结
第四章 具有误差特征的齿轮副接触应力解析模型
4.1 概述
4.2 无误差条件下的齿轮副接触应力解析模型
4.2.1 未修形齿轮接触应力
4.2.2 修形齿轮的接触应力
4.3 具有误差特征的齿轮副接触应力解析模型
4.4 结果与讨论
4.4.1 齿轮副接触应力有限元对比模型
4.4.2 无误差条件下的齿轮副接触应力
4.4.3 具有绕Xwp轴的旋转误差的齿轮副接触应力
4.4.4 具有绕Ywp轴的旋转误差的齿轮副接触应力
4.4.5 具有多自由度误差的齿轮副接触应力
4.5 本章小结
第五章 误差条件下的齿轮齿根应力的解析方法研究
5.1 概述
5.2 无误差条件下的齿轮齿根应力解析模型
5.3 具有误差特征的齿轮齿根应力解析模型
5.4 结果与讨论
5.4.1 齿轮齿根应力有限元对比模型
5.4.2 无误差条件下的齿轮齿根应力
5.4.3 具有绕Xwp轴的旋转误差的齿轮齿根应力
5.4.4 具有绕Ywp轴的旋转误差的齿轮齿根应力
5.4.5 具有多自由度误差的齿轮齿根应力
5.5 本章小结
第六章 误差条件下的齿轮副传动误差的解析方法研究
6.1 概述
6.2 误差条件下的齿轮副传动误差计算模型
6.3 结果与讨论
6.3.1 齿轮副传动误差有限元对比模型
6.3.2 无误差条件下的齿轮副传动误差
6.3.3 具有绕Xwp轴的旋转误差的齿轮副传动误差
6.3.4 具有绕Ywp轴的旋转误差的齿轮副传动误差
6.3.5 具有多自由度误差的齿轮副传动误差
6.4 本章小结
结论与展望
(1) 结论
(2) 创新点
(3) 展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3982089
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