考虑热变形的齿轮修形方法对其传动特性影响分析研究

发布时间：2017-08-11 20:10

  本文关键词：考虑热变形的齿轮修形方法对其传动特性影响分析研究

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【摘要】：齿轮系统在实际运行过程中,由于工作环境恶劣,承受较大的温度变化,轮齿齿廓发生热变形,会加剧齿轮副运转过程中产生的振动、噪音及啮合冲击,而且会增大啮合功率损失,降低其传动效率。本文以发生热变形的齿轮为修形对象,建立考虑热变形及修形的齿轮非线性动力学模型,分别分析了不同修形方法对于直齿轮、斜齿轮传动性能的影响结果。 首先推导计算出了考虑修形及热变形两种齿形误差的直齿轮啮合刚度公式,并由此公式确定了直齿轮修形的最大修形量,通过集中质量法建立了考虑齿形误差的齿轮非线性动力学模型,综合考虑不同的修形量、修形曲线在各种工况下对于直齿轮传动噪声及振动的影响,并分析了修形对于热变形导致的线外啮合冲击的改善情况。其次分析了斜齿轮的啮合刚度计算方法,建立了斜齿轮的动力学模型,并分析计算出螺旋角修形对于斜齿轮传动噪声及振动的影响。通过研究及分析为在不同工况下,热变形齿轮的修形工作提供了一定的理论支持。另外本文还研究了齿轮在实际工作中载荷分配,提出了齿轮啮合功率损失及传动效率的计算方法,并分析了修形对于传动效率的改善效果。 通过建模分析结果发现,无论是直齿轮还是斜齿轮,正确的修形能大幅降低齿轮啮合过程中的振动及噪声,减少啮合冲击,提高齿轮的传动效率。而在不同的载荷、转速工况下,不同的修形方法的修形结果并不相同,所以进行齿轮设计及制造时,应根据不同的工作环境,采用对应的修形方法来达到最大化提高齿轮传动性能的目的。
【关键词】：齿轮 噪声及振动 修形 热变形 传动性能
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 本课题研究目的及意义15
• 1.2 国内外研究概况15-18
• 1.2.1 齿轮振动噪声国内外研究概况15-17
• 1.2.2 齿轮修形国内外研究概况17-18
• 1.3 论文主要内容18-19
• 第二章 考虑热变形和修形的齿形误差计算19-29
• 2.1 传递误差19-20
• 2.1.1 传递误差理论19-20
• 2.1.2 传递误差产生的原因20
• 2.1.3 传递误差与齿轮噪声的关系20
• 2.2 热变形齿形误差20-21
• 2.3 直齿轮齿廓修形21-24
• 2.3.1 齿廓修形与载荷分配21-23
• 2.3.2 齿廓修形的最大修形量23
• 2.3.3 齿廓修形曲线23-24
• 2.3.4 修形量的分配24
• 2.4 斜齿轮修形24-28
• 2.4.1 斜齿轮修形的目的24-25
• 2.4.2 齿向修形方法25-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 考虑热变形及修形的齿轮系统建模及分析29-52
• 3.1 齿轮系统的内部激励29-31
• 3.1.1 刚度激励29
• 3.1.2 误差激励29-30
• 3.1.3 啮合冲击激励30-31
• 3.2 直齿轮系统建模31-37
• 3.2.1 综合啮合刚度计算32-34
• 3.2.2 考虑齿形误差的啮合刚度计算34-36
• 3.2.3 最大修形量的确定36-37
• 3.3 修形结果分析37-43
• 3.3.1 适度修形和过度修形40
• 3.3.2 不同载荷的影响结果40-41
• 3.3.3 不同转速的影响结果41-42
• 3.3.4 不同修形曲线的影响结果42
• 3.3.5 波动转矩对于修形的影响结果42-43
• 3.4 啮合冲击分析43-45
• 3.5 斜齿轮建模45-51
• 3.5.1 斜齿轮时变啮合刚度47-48
• 3.5.2 螺旋角修形结果48-49
• 3.5.3 不同载荷下螺旋角修形结果49
• 3.5.4 不同转速下螺旋角修形结果49-50
• 3.5.5 波动转矩对于螺旋角修形效果的影响50-51
• 3.6 本章小结51-52
• 第四章 修形对齿轮系统传动效率的影响52-66
• 4.1 直齿圆柱齿轮52-60
• 4.1.1 齿轮滑动功率损失53-54
• 4.1.2 考虑温差的润滑剂粘度计算54-55
• 4.1.3 载荷分配计算55-57
• 4.1.4 修形前后比较分析57
• 4.1.5 不同转速修形结果的分析57-58
• 4.1.6 不同转矩下修形效果分析58
• 4.1.7 不同修形曲线比较分析58-60
• 4.2 斜齿轮60-65
• 4.2.1 斜齿轮载荷分配60-63
• 4.2.2 螺旋角修形结果63
• 4.2.3 不同输入转速下传动效率随螺旋角变化63-64
• 4.2.4 不同齿轮参数螺旋角修形结果64-65
• 4.3 本章小结65-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 5.1 论文总结66
• 5.2 工作展望66-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况71

【参考文献】

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本文编号：658024