分阶式双渐开线齿轮与普通渐开线齿轮的性能对比分析

发布时间：2020-03-30 12:41

【摘要】：分阶式双渐开线齿轮是在综合渐开线齿轮和分阶式双圆弧齿轮等研究成果的基础上提出的一种新型齿轮,由我的导师张光辉教授于1991 年首先提出。所谓分阶式双渐开线齿轮,是指轮齿齿廓由一段过渡曲线连接两段相错的渐开线而成,齿顶与齿根渐开线呈阶梯式布置。张光辉教授认为:分阶式双渐开线齿轮具有良好的工艺性能、弯曲强度和接触强度高、最少齿数小等优点。本文应用三维有限元分析法对相同设计参数的渐开线齿轮和双渐开线齿轮进行了弯曲强度和接触强度的对比分析研究,结果表明:双渐开线齿轮的弯曲强度与普通渐开线齿轮相比有所提高;在节点附近啮合时双渐开线齿轮的接触强度低于渐开线齿轮,全齿宽啮合时接触强度与渐开线齿轮相比没有明显降低,甚至要优于渐开线齿轮。同时,用有限元的方法着重分析了齿厚修正系数和齿腰过渡曲线高度系数这两个阶梯参数对双渐开线齿轮弯曲强度和接触强度的影响情况,结果表明:齿厚修正系数主要影响双渐开线齿轮的弯曲强度,对接触强度的影响不大;齿腰过渡曲线高度系数主要影响双渐开线齿轮的接触强度,特别是节点附近啮合时的接触强度,对节点附近啮合时的弯曲强度也有一定的影响。在电封闭功率流齿轮运转试验台上对双渐开线齿轮进行了一般性能试验,结果表明:双渐开线齿轮减速器运转平稳,温升和噪声正常,性能可靠稳定,具有良好的应用前景。同时,对普通渐开线齿轮和双渐开线齿轮进行了同参数、同工况下的性能对比试验研究,结果表明:双渐开线齿轮效率、温升、噪音等性能指标与渐开线齿轮基本相同,在某些时候甚至要优于普通渐开线齿轮。
【图文】：

示意图,齿廓,示意图,双渐开线齿轮

阶式双渐开线齿轮与渐开线齿轮的相异形参数；根据双渐开线齿轮的基本齿廓面，建立双渐开线齿轮齿面方程，然后合条件，为齿面啮合分析、有限元分析设计加工奠定理论基础；此外，本章还触线、齿腰“过切”、齿根根切等问题，元分析中涉及到。齿条 2.1 所示，设 a ′d ′为普通渐开线齿轮轮齿应轮齿的左侧齿廓，其中ab和cd 为渐开，是不参与啮合的非工作齿廓，它的一端渐开线相交于 b 点，该曲线任意点的曲率议将其定义为一段圆弧的包络线。

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约定普通渐开线齿轮齿廓 a ′d ′为基准齿廓，把使齿厚增大的变位称为切向正变位，反之称为切向负变位，则分阶式双渐开线齿轮的齿顶和齿根分别发生了切向负变位和切向正变位，当齿轮副的齿顶和齿根参与啮合时，则属于变位系数和为零的变位齿轮传动。根据上述思想，分阶式双渐开线齿轮对应的基准齿条如图 2.2 所示。齿条齿廓由直线00A B、00C D与过渡曲线00B C组成，00B C是半径为gρ 的一段圆弧，该圆弧与00C D相切于0C 点，另一端与直线00A B相交于0B 点，作00A B、00C D的延长线与分度线相交，显然齿条的齿顶和齿根齿廓发生了轴向变位。对图 2.2 的符号作如下定义：aα 、dα ：齿顶、齿根压力角ay 、dy ：齿顶、齿根齿厚修正系数ah 、dh ：齿顶、齿根高系数al 、dl ：阶梯状齿腰过渡曲线的齿顶、齿根高系数gρ 、fρ ：阶梯状齿腰过渡圆弧、齿根过渡圆弧的曲率半径
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH132.41

【参考文献】