基于航标的面齿轮传动弯曲强度计算方法研究

发布时间：2017-09-09 03:32

  本文关键词：基于航标的面齿轮传动弯曲强度计算方法研究

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【摘要】：面齿轮传动应用于直升机主减速器中,能够实现空间相交轴传动;与锥齿轮传动相比,面齿轮传动具有传动比大、无需防错位设计以及与之啮合的圆柱齿轮无轴向力等优点。同时,面齿轮传动作为主减速器中的第一级齿轮传动,还具有传递功率大、转速高等工作特点。因此,面齿轮传动的强度计算方法研究尤为重要。本文主要针对面齿轮传动的弯曲强度计算方法开展研究,主要内容包括:面齿轮传动的当量齿轮传动方法研究、基于航标的面齿轮传动的弯曲强度计算方法研究、面齿轮传动弯曲应力的试验验证方案及夹具设计、弯曲应力的试验验证以及弯曲强度分析软件开发。在当量齿轮传动方法研究中,结合工程应用中面齿轮传动的点接触形式,推导了面齿轮齿形极限半径及其对应处变位系数的计算公式;给出了面齿轮当量传动接触点位置及重合度的计算方法;完成了面齿轮当量齿形及重合度的影响分析。在面齿轮传动的弯曲强度计算方法研究中,基于航空标准HB/Z84,给出了面齿轮当量齿轮强度的一般系数和强度的计算方法;分析了主要几何参数对面齿轮传动弯曲应力的影响。在面齿轮传动弯曲应力的试验方案设计中,依据试验目的,制定了面齿轮传动弯曲应力试验方案;选定了试验加载设备、试验数据采集设备以及测试电桥桥路;设计了面齿轮试验件和夹具;分析了夹具主体、面齿轮及压头的应力和应变。在面齿轮弯曲应力试验验证中,拟定了试验步骤;研究了试验前的准备工作;开展了面齿轮传动弯曲应力试验;利用有限元法,分析了面齿轮传动试验件的弯曲应力;对比分析了弯曲应力试验值、理论值和有限元计算值,验证了基于航标的面齿轮弯曲应力计算方法的正确性和可行性。在基于航标的面齿轮传动弯曲强度分析软件开发中,选取了MATLAB的GUI模块作为软件开发环境;设计了基于航标的面齿轮传动弯曲强度分析软件结构框架;实现了面齿轮传动弯曲强度计算的功能,完成了软件的开发,为适用于工程应用的面齿轮传动弯曲强度的计算提供了方便快捷的工具。
【关键词】：面齿轮传动 当量齿轮 弯曲强度 夹具设计 试验研究
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V275.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 选题背景及意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-17
• 1.2.1 国内外齿轮传动弯曲强度计算方法的研究现状14-15
• 1.2.2 国内外面齿轮传动研究现状15-17
• 1.2.3 国内外面齿轮传动弯曲强度计算方法的研究现状17
• 1.3 论文的主要研究内容17-18
• 1.4 本章小结18-19
• 第二章 点接触面齿轮传动的当量齿轮传动方法研究19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 面齿轮传动的当量齿轮传动分析方法19-23
• 2.2.1 面齿轮齿形极限半径的计算方法21-22
• 2.2.2 面齿轮极限半径对应变位系数计算方法22-23
• 2.3 面齿轮传动接触点位置分析及重合度计算23-26
• 2.3.1 面齿轮当量齿轮传动的接触点位置分析23-25
• 2.3.2 面齿轮传动的重合度计算25-26
• 2.4 面齿轮当量齿形及重合度的影响分析26-29
• 2.4.1 几何参数对面齿轮传动极限半径的影响分析26-28
• 2.4.2 几何参数对面齿轮传动重合度的影响分析28-29
• 2.5 本章小结29-31
• 第三章 面齿轮传动的弯曲强度计算方法研究31-44
• 3.1 引言31
• 3.2 面齿轮传动强度的分析方法31-40
• 3.2.1 强度的一般系数计算方法31-38
• 3.2.2 强度的计算方法研究38-40
• 3.3 面齿轮传动强度几何参数的影响分析40-43
• 3.3.1 几何参数对面齿轮传动平均啮合刚度的影响分析40-42
• 3.3.2 几何参数对面齿轮传动弯曲应力的影响分析42-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 面齿轮传动弯曲应力试验方案设计研究44-55
• 4.1 引言44
• 4.2 试验方案及试验设备44-46
• 4.2.1 试验方案设计44
• 4.2.2 试验加载设备44-45
• 4.2.3 数据采集设备45
• 4.2.4 测试电桥选择45-46
• 4.3 试验件与夹具设计46-54
• 4.3.1 面齿轮试验件46-48
• 4.3.2 夹具设计48-52
• 4.3.3 夹具的有限元分析52-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 面齿轮传动弯曲应力验证试验研究55-67
• 5.1 引言55
• 5.2 试验过程及数据采集55-60
• 5.2.1 试验步骤55-58
• 5.2.2 试验前准备58-60
• 5.3 试验数据及方法验证60-66
• 5.3.1 面齿轮传动试验件的弯曲强度试验数据60-62
• 5.3.2 面齿轮传动试验件的弯曲强度有限元计算62-63
• 5.3.3 面齿轮试验件弯曲强度方法验证63-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 基于航标的面齿轮传动弯曲强度分析软件开发67-74
• 6.1 引言67
• 6.2 软件开发环境的选择67-68
• 6.3 软件主要功能模块设计68-73
• 6.3.1 齿形边界条件计算68-69
• 6.3.2 接触点及重合度计算69-70
• 6.3.3 理论啮合刚度计算70-71
• 6.3.4 当量齿宽及诱导质量计算71-72
• 6.3.5 强度一般参数计算72
• 6.3.6 弯曲强度计算72-73
• 6.4 本章小结73-74
• 第七章 总结与展望74-76
• 7.1 本文的主要工作与总结74-75
• 7.2 进一步工作展望75-76
• 参考文献76-81
• 致谢81-82
• 在学期间发表的学术论文与申请的专利82

【参考文献】

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本文编号：818040