滤波减速器弹性啮合效应研究
本文关键词:滤波减速器弹性啮合效应研究 出处:《重庆大学》2012年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:本论文研究得到国家自然科学基金项目:新型高性能传动件及系统的可靠性设计理论与方法(项目编号:50735008)的资助,研究对象为滤波减速器,滤波减速器属于渐开线少齿差行星齿轮传动。本文主要以重新认知滤波减速器的实际承载能力,降低由于设计所造成的生产制造过程中的材料浪费,保证滤波减速器的承载能力得到最大的发挥,以实现滤波减速器设计的最佳优化配比为目,对滤波减速器进行多齿弹性啮合效应研究,研究的主要具体内容如下: ①为了准确地求得滤波减速器的啮合刚度,考虑到所选择的加工刀具对齿轮齿廓曲线的影响,重新推导出了滤波减速器齿轮在加工过程中的渐开线齿廓曲线以及齿根过渡曲线方程,运用MATLAB求解方程得到了滤波减速器的齿廓曲线,通过PROE三维建模软件建立了滤波减速器齿轮的三维实体模型,最终带入ANSYS有限元分析软件中分析得到了滤波减速器内外齿轮的刚度; ②对滤波减速器齿轮理论齿廓间隙进行了推导计算,推导出了滤波减速器齿轮轮齿间的齿廓间隙值与齿对所在位置有直接关系,即通过所在位置计算主齿对附近齿对之间的齿廓间隙,并将间隙转换到外齿轮所对应的旋转角度; ③通过考虑理论齿廓间隙与弹性变形之间的关系,建立了弹性啮合效应数学方程,推导出了在计入和不计入基节偏差的情况下的弹性啮合效应数学方程,运用MATLAB对上述两种情况的数学方程进行求解,得到了在不计入基节偏差的情况下滤波减速器的实际啮合齿对数为3对,,并求得了接触齿对之间的载荷分配比例,而在计入基节偏差时由于制造误差的随机性可能导致啮合齿对的减少或增加; ④利用ANSYS有限元分析软件对建立的齿轮实体模型进行加载接触分析,模拟齿轮加载受力过程,得出了齿轮的应力分布图,证实了理论所求得的实际接触齿对数及接触齿对间载荷分配的规律。将基节偏差引入到齿轮两相邻轮齿间的夹角,进行三维建模及有限元接触分析,同样模拟齿轮受力加载过程,证实了在考虑基节偏差的情况下,可能出现4齿啮合的状况。同样间接验证了在计入基节偏差情况下理论计算的准确性; ⑤通过对现有弹性啮合效应实验的讨论,提出了目前两种方法的不足,考虑到滤波减速器本身所具有的特点,提出了通过加载试验来确定弹性啮合效应的方法,将滤波减速器承受的载荷提高到了原有额定载荷的150%,发现滤波减速器正常运转,按不引入弹性啮合效应理论系数进行弯曲强度校核计算,发现齿根的弯曲应力已超过许用应力,因此证明了弹性啮合效应地存在及弹性啮合效应可提高滤波减速器承载能力这一观点。
[Abstract]:This paper studies the reliability design theory and method of the new high - performance transmission parts and the system ( project number : 50735008 ) . The research object is a filter speed reducer . The research object is a filter speed reducer . ( 1 ) In order to obtain the meshing stiffness of the reducer accurately , the involute tooth profile curve and root transition curve equation of the gear in the machining process are deduced . The tooth profile curve of the gear reducer is obtained by using the MATLAB solution equation . The three - dimensional solid model of the gear of the filter reducer is established through the PROE three - dimensional modeling software , and finally the ANSYS finite element analysis software is brought into the ANSYS finite element analysis software to analyze the rigidity of the internal and external gears of the filter speed reducer ; 2 ) the gear theory tooth profile gap of the filter reducer is deduced and calculated , and the tooth profile gap value between the gear teeth of the filter reducer and the position of the tooth pair is deduced , namely , the tooth profile gap between the main tooth pair and the nearby tooth pair is calculated by the position , and the clearance is converted to the rotation angle corresponding to the external gear ; ( 3 ) By taking into account the relation between the theoretical tooth profile gap and the elastic deformation , the mathematical equation of elastic meshing effect is established , and the mathematical equation of elastic meshing effect is deduced . The mathematical equation of the two cases is solved by MATLAB , and the load distribution proportion between the pair of contact teeth is obtained . In this paper , the stress distribution of gear is simulated by using ANSYS finite element analysis software to load contact analysis of gear entity model . Through the discussion on the existing elastic meshing effect experiments , the shortcomings of the two methods are put forward , and the method for determining the elastic meshing effect by the loading test is put forward , and the load borne by the filter reducer is improved to 150 percent of the original rated load , taking into account the characteristics of the filter speed reducer itself , It is found that the bending stress of the tooth root exceeds the allowable stress when the filter speed reducer is normally operated , and the bending stress of the tooth root is found to exceed the allowable stress . Therefore , it is proved that the existence of the elastic meshing effect and the elastic meshing effect can improve the bearing capacity of the filter reducer .
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH132.46
【参考文献】
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本文编号:1432794
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