修形齿轮数字化设计方法与技术

发布时间：2019-09-29 02:09

【摘要】：齿轮传动广泛应用于各类机械和运载工具中。大量的理论分析和实践表明,合理的齿轮修形能有效地降低齿轮机构的传动噪声,提高齿轮传动质量和使用寿命。 对无修形齿轮与修形齿轮齿廓曲线的精确数学描述问题进行了探讨,推导了基于瞬时啮合点计算齿廓曲线节点坐标的理论公式,进而建立了啮合齿轮对三维精确建模的新方法。 对渐开线齿轮的主要修形参数(最大修形量、修形长度和修形曲线)、修形量的设计计算及齿廓修形方法进行了综合分析研究,推导出常见齿廓修形方式对应的修形齿轮齿廓节点计算公式。 对不同啮合位置上的标准齿轮副受载齿轮面上的接触力和应力进行了有限元分析,较好地模拟了齿轮副在啮合过程中因弹性接触变形所引起的齿面载荷分布不均的问题。 针对几种典型的修形方式：齿顶直线修形、齿顶Walker曲线修形以及考虑工艺方法的磨齿计算调整法齿廓修形,分别建立了修形齿轮三维精确模型,并将各类修形齿轮副置于相同的参数条件下分别进行有限元分析,得出各类修形方式下的齿轮副接触应力结果和齿面接触力结果。修形齿轮有限元分析结果显示,几种修正齿轮齿廓形状的方法均在一定程度上使齿轮啮合过程载荷变化趋于连续平缓,减少了齿间载荷波动现象,从而实现啮合过程的平稳进行。 基于SolidWorks API,开发完成了修形齿轮三维数字化设计软件系统。在该软件系统环境下,通过用户输入齿轮参数以及选择修形方式,能生成标准齿轮及修形齿轮的三维几何模型,并能实现修形齿轮齿廓节点坐标及其修形量的自动计算及数据存储。
【图文】：

击、振动和噪声的主要原因之一。因此齿轮轮齿弹性变形和综合刚度随啮合位置变化规律的分析是研究齿轮修形，确定齿轮动态特性的重要基础工作[3]。如图1一1所示，如果由于加工误差或弹性变形、热变形而使被动轮的实际基节t，2大于主齿轮的实际基节乙!，轮齿齿对H便不会在理论啮合线的始点拭进入啮合。因为tjZ>七，，使得齿对H实际上是在啮合线之外的a，点便进入啮合，这样被动轮的齿顶边线便会撞击在主动轮的轮齿根部，然后像刀刃一样在主动轮的根部刮行，一直刮行到正常啮合始点私为止。于是啮合点的公法线与中心轴连线便不再交于节点尸

图卜2啮出冲击对于直齿轮来说，由于单齿啮合和双齿啮合的交替进行，因此每个齿面所受载荷是波动的。如图1一3所示，横坐标表示的是齿轮副实际啮合线，纵坐标表示齿面相应的载荷值。AB和CD段为双齿啮合区，BC段为单齿啮合区，并且AC=BD=p。，p占为基节。在双齿啮合区中，，每对轮齿承担总载荷的一部分，齿面载荷分布是一个复杂的问题，涉及到轮齿综合啮合刚度、制造安装误差等。考虑到接触变形、弯曲变形和剪切变形，简化后的载荷沿实际啮合线的变化曲线为AMNHIOPD的形式
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH132.41

【参考文献】

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本文编号：2543612