余弦齿轮传动的原理与特性研究

发布时间：2020-06-15 08:46

【摘要】： 在齿轮传动中,决定其动态性能优劣的最基本要素就是齿轮的齿形。就齿廓设计而言,理论上满足一定传动比规律的齿廓曲线是很多的,但实际生产中,选择齿轮的齿廓曲线时,不仅要满足传动比要求,还必须从设计、制造、安装和使用等方面加以综合考虑。考虑到加工的难易程度,传统的齿廓曲线也只是一些简单的曲线,如渐开线、圆弧曲线等。随着数控技术的发展,一些专家与学者开始考虑以复杂曲线作为齿轮的齿廓曲线,并取得了很多原创性成果。 本文首先从余弦齿轮的构造过程入手,运用齿轮啮合理论,推导出了余弦齿廓方程、共轭齿廓方程及啮合线方程,建立了余弦齿轮传动的数学模型,为余弦齿轮的性能研究及其创成加工提供了理论依据。其次在数学模型的基础上,分析了余弦齿轮传动的基本特性,包括曲率、重合度、滑动特性,并与相同参数的渐开线齿轮进行了对比分析。最后通过具体实例,运用Pro/E软件,建立了余弦齿轮传动的实体模型,对其啮合过程进行了仿真。将该实体模型导入到有限元分析软件Ansys中,建立了余弦齿轮传动的有限元模型,计算出了其接触应力和弯曲应力的大小。 研究结果表明:(1)余弦齿轮是以余弦曲线的零位线作为齿轮的节线,以曲线的一个周期作为齿轮的一个齿距,以曲线的幅值作为齿轮的齿顶高构建而成的,即余弦齿轮的齿廓曲线是一条以其节圆为基线而展开的余弦曲线。(2)余弦齿轮在啮合过程中,无啮合干涉现象,且齿轮接触区为一条直线,表明余弦齿轮传动是线接触。(3)同渐开线齿轮相比,余弦齿轮在节圆附近的曲率变化比较平稳,且其值较小,有利于提高接触强度。(4)余弦齿轮传动的重合度稍小于渐开线齿轮传动,其值约为1.1～1.4,并且随着齿数、压力角的增大而减小,随着齿顶高系数的增大而增大。(5)余弦齿轮传动的滑动系数小于渐开线齿轮传动,并且变化比较平稳,有利于减少齿轮的磨损,提高齿轮的啮合性能,延长齿轮的使用寿命。(6)余弦齿轮传动的弯曲和接触强度都较大幅度的高于渐开线齿轮传动。
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH132.41
【图文】：

湖南科技大学硕十学位论文‘日

本文编号：2714175