非圆齿轮传动特性与实验研究

发布时间：2020-05-14 06:08

【摘要】： 非圆齿轮传动包括非圆柱齿轮传动和非圆锥齿轮传动,是齿轮传动的一个重要分支,具有结构紧凑、动平衡好等优点,可以用于汽车、工程机械、船舶、机床、航空航天等领域。 本文采用齿轮传动技术及静力学基本原理,对非圆齿轮传动基本理论及设计方法进行了研究,分析了非圆齿轮运动学的参数影响规律,获得了运动学特性,建立了非圆齿轮静力学模型,推导了静力学参数计算公式,讨论了非圆齿轮静力学的参数影响规律,与圆柱齿轮进行了对比分析,获得了静力学特性;根据机械系统动力学原理及Hertz弹性碰撞理论,采用虚拟仿真技术,建立了非圆齿轮传动的虚拟实验模型,确定了虚拟模型中参数的选择方法,进行了虚拟实验仿真,与静力学参数进行了对比分析,验证了动力学虚拟仿真实验的正确性,讨论了动力学的参数影响规律,与圆柱齿轮进行了对比分析,获得了动力学特性;根据弹性力学理论,采用有限元方法,建立了非圆齿轮有限元模型,进行了有限元模态分析,讨论了固有频率、模态振型及规律,与当量圆柱齿轮进行了对比分析,获得了非圆齿轮的固有振动特性。 根据圆柱齿轮、圆锥齿轮及非圆齿轮传动理论,提出了一种新型的齿轮传动形式——Ⅱ型非圆锥齿轮传动,研究了非圆锥齿轮的工作原理及设计方法,确定了非圆锥齿轮正确啮合条件,探讨了非圆锥齿轮的工程表达形式,推导了运动学计算公式,讨论了运动学的参数影响及规律,获得了运动学特性;采用现代实验测试技术,对非圆锥齿轮传动进行了实验方案设计,搭建了实验台,完成了实验数据的采集与处理,和理论数据进行了对比,验证了设计方法的有效性。 采用软件设计技术,运用VB编程工具,对卵形齿轮传动及卵形锥齿轮传动进行了程序设计,实现了设计自动化及可视化功能,为工程应用提供了有效的工具。 通过对非圆锥齿轮传动工作原理、设计方法及实验分析可知,Ⅱ型非圆锥齿轮传动可以用来传递两相交轴间的非匀速比运动和动力,其输出运动为从动轴的旋转运动和轴向往复直线运动,是一种复合传动。本文为非圆齿轮传动技术提供了基本理论、设计分析及实验方法,为新型非圆齿轮传动技术的应用推广奠定了基础,具有重要的理论意义及实用价值。
【图文】：

图 2.9 卵形齿轮建模流程Fig2.9 Flow chart of modeling for oval gear本节卵形齿轮参数：模数 m = 5mm，齿数 z =22，偏心率 k =0.1，齿顶高系数1*=ah ，顶隙系数 0.25*c =，求得长半轴 a =54.728，齿宽 B = 25mm，内径r =25mm内。采用 MathCAD，利用卵形齿轮的齿形方程，生成各个轮齿齿形曲线上一系列点坐标数据。将数据点导入 UG 软件，通过三次样条曲线拟合得到卵形齿轮的齿形曲线，通过曲线弧长、修剪、圆角、对称功能得到卵形齿轮端面的平面草图，保存为 IGS 文件，导入ABAQUS，如图 2.10；将平面草图拉伸得到实体模型，如图 2.11。

图 2.9 卵形齿轮建模流程Fig2.9 Flow chart of modeling for oval gear本节卵形齿轮参数：模数 m = 5mm，齿数 z =22，偏心率 k =0.1，齿顶高系数1*=ah ，顶隙系数 0.25*c =，求得长半轴 a =54.728，齿宽 B = 25mm，，内径r =25mm内。采用 MathCAD，利用卵形齿轮的齿形方程，生成各个轮齿齿形曲线上一系列点坐标数据。将数据点导入 UG 软件，通过三次样条曲线拟合得到卵形齿轮的齿形曲线，通过曲线弧长、修剪、圆角、对称功能得到卵形齿轮端面的平面草图，保存为 IGS 文件，导入ABAQUS，如图 2.10；将平面草图拉伸得到实体模型，如图 2.11。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH132.41

【引证文献】

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本文编号：2662924