正交面齿轮传动几何计算及强度分析

发布时间：2017-08-19 12:46

  本文关键词：正交面齿轮传动几何计算及强度分析

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【摘要】：面齿轮是一种新的齿轮传动方式。因运动噪声小、质量轻、传动平稳和多齿啮合的诸多特点,在现代航空工业上得到越来越多的重视。正交面齿轮传动在国外研究较早,技术、理论较为成熟,并且,在直升机主减速系统中已有实际应用。国内对面齿轮的研究,目前正在快速发展阶段。对正交面齿轮传动的理论研究,及其在实际工程中的应用,对我国齿轮制造及航空传动领域的发展具有重要的意义。几何尺寸计算是正交面齿轮实现工程应用的基础。定义了正交面齿轮的分度圆、分度面等几何计算基准。通过对正交面齿轮截面齿廓形状的分析,得出正交面齿轮齿形变化特点。分析了正交面齿轮根切和变尖的原因,推导了正交面齿轮内、外半径计算公式。然后,建立了完整的正交面齿轮传动几何尺寸计算体系。分析了正交面齿轮点接触传动形成的原因;研究了正交面齿轮传动时的接触线、接触迹线;推导了接触点的齿面诱导法曲率;并运用赫兹理论,计算了正交面齿轮点接触时的椭圆长、短轴和接触应力值,用有限元软件对理论计算验证。然后,分析了正交面齿轮单齿加载时的弯曲应力,得出弯曲应力变化规律。根据正交面齿轮传动的特点,提出了正交面齿轮传动一级和二级可能的30种传动方案,分析比较了各种传动方案的优缺点。分别设计了正交面齿轮传动的一级和二级减速器,并研究了柱桶式和腹板式结构的正交面齿轮的刚度特性。最后,运用Workbench,分别对一级和二级正交面齿轮减速器箱体进行静力学和模态分析,获得减速器箱体结构变形的特点。
【关键词】：正交面齿轮 几何计算 强度分析 面齿轮减速器
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 课题研究的背景与意义8
• 1.2 国内外发展历史及研究现状8-11
• 1.2.1 国外研究现状8-9
• 1.2.2 国内研究现状9-10
• 1.2.3 国内外文献综述的简析10-11
• 1.3 本课题的主要研究内容11-13
• 第2章 正交面齿轮几何尺寸计算13-43
• 2.1 引言13
• 2.2 正交面齿轮的齿面数学模型13-17
• 2.3 正交面齿轮几何尺寸计算基准17-20
• 2.4 正交面齿轮齿面的几何特性20-30
• 2.4.1 正交面齿轮的轴截面齿廓21-24
• 2.4.2 正交面齿轮的圆柱截面齿廓24-25
• 2.4.3 正交面齿轮的弦截面齿廓25-28
• 2.4.4 正交面齿轮的轮齿根切28-29
• 2.4.5 正交面齿轮的轮齿变尖29-30
• 2.5 正交面齿轮的几何尺寸30-38
• 2.5.1 正交面齿轮的基本参数30-31
• 2.5.2 正交面齿轮的几何尺寸计算31-38
• 2.6 正交面齿轮传动的几何计算38-40
• 2.6.1 正交面齿轮传动的正确啮合条件38-39
• 2.6.2 正交面齿轮传动的重合度39-40
• 2.7 正交面齿轮的三维模型建立40-42
• 2.8 本章小结42-43
• 第3章 正交面齿轮传动接触应力及弯曲应力分析43-68
• 3.1 引言43
• 3.2 正交面齿轮传动齿面接触特性43-45
• 3.3 正交面齿轮传动齿面接触迹线45-48
• 3.4 正交面齿轮传动诱导法曲率计算48-54
• 3.4.1 曲面主曲率的计算原理49
• 3.4.2 接触齿面的主曲率计算49-51
• 3.4.3 接触齿面的诱导法曲率计算51-54
• 3.5 正交面齿轮传动接触应力分析54-57
• 3.5.1 接触椭圆区域分析54-56
• 3.5.2 赫兹接触理论计算实例56-57
• 3.6 正交面齿轮传动接触应力的有限元分析57-61
• 3.6.1 Workbench接触分析简介57
• 3.6.2 正交面齿轮Workbench接触分析57-60
• 3.6.3 接触应力有限元计算结果分析60-61
• 3.7 正交面齿轮传动弯曲应力分析61-67
• 3.7.1 分析模型的建立61-62
• 3.7.2 正交面齿轮Workbench弯曲应力计算62-67
• 3.8 本章小结67-68
• 第4章 正交面齿轮传动减速器设计68-89
• 4.1 引言68
• 4.2 正交面齿轮传动方案设计与分析68-80
• 4.2.1 正交面齿轮一级传动方案设计与分析68-75
• 4.2.2 正交面齿轮二级传动方案设计与分析75-80
• 4.3 正交面齿轮传动减速器设计实例80-88
• 4.3.1 正交面齿轮减速器主要尺寸确定80-81
• 4.3.2 正交面齿轮结构设计与分析81-83
• 4.3.3 正交面齿轮传动减速器结构设计83-85
• 4.3.4 正交面齿轮减速器箱体有限元分析85-88
• 4.4 本章小结88-89
• 结论89-90
• 参考文献90-95
• 致谢95

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本文编号：700815