弧齿线圆柱齿轮传动理论的研究

发布时间：2020-07-12 03:30

【摘要】： 齿轮传动广泛应用于各种机械设备中,比如车辆、机械工具、减速器和其他传动系统的齿轮箱中。一般地,齿轮主要用于传递一定转速比,增大或减小扭矩。尽管在最近几十年来齿轮的设计制造技术已经大大提高,但是实际应用中侧隙、边缘接触和过载等问题仍然存在。因此,研究性能更优越的齿轮十分必要。 本文提出的弧齿线圆柱齿轮是一种新型齿轮传动形式,具有传动平稳、噪声低、润滑性能良好、轮齿弯曲疲劳强度大的特点,因此该齿轮可以作为斜齿轮和人字齿轮的替代品用于高速重载场合。由于该齿轮研究历史不长,目前尚有许多理论和实际应用问题需要解决,有必要对其进一步研究。本文首先基于齿轮啮合原理,建立了齿轮加工的模型,由刀具曲面方程推导出被加工齿轮的齿面方程,并进一步推导出齿轮端截面的齿廓方程和齿轮刀具接触线方程。 在分析了弧齿线圆柱齿轮的啮合传动不产生曲率干涉的条件和刀盘展成半径、轴线平行度误差、中心距对啮合影响的基础上,提出了点接触弧齿线圆柱齿轮实现的两种方案:调整刀盘展成半径和增大中心距。 本文研究了弧齿线圆柱齿轮的齿面接触应力和弯曲应力的计算方法,提出了计算弯曲应力的公式,对轮齿弯曲效应的影响进行了分析,并与直齿圆柱齿轮进行了比较。 最后针对现有文献的不足,研究了刀具压力角、齿宽系数和重合度等参数的计算方法,并分析了这些参数对弧齿线圆柱齿轮啮合的影响。在此基础上,提出了弧齿线圆柱齿轮径向变位概念,并分析了不同变位类型对啮合传动影响。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH132.41
【图文】：

2.1.1 弧齿线圆柱齿轮的基本齿条基本齿条是研究齿轮啮合和切齿刀具切削表面的基础。弧齿线圆柱齿轮的基本齿条如图2-1(a)所示，其左右两侧凸凹齿面分别为p和q，它们是两个圆锥面P和Q的一部分，该两圆锥的锥顶角相等，锥顶位置相反，两轴线平行，其间距为齿距之半，即 t /2 = πm/2。设圆锥面P和Q的锥顶半角为α，它就是基本齿条的齿形角，可取α =20。圆锥面P和Q的轴线所决定的平面A-A位于齿条宽度方向的中央，齿条分度平面B-B与圆锥面P和Q的交线是两条具有相同半径R的圆弧, 如图2-1(b)所示。这样的齿条为弧齿线齿条

- 7 -，用该齿条刀具展成加工的弧齿线圆柱线圆柱齿轮在齿宽方向的中央截面内具是双曲线的包络线[19]；平面与齿轮的分度圆柱面为节曲面时，齿线的圆弧半径相等，均为R，而且在图 2-2 弧齿线圆柱齿条齿顶和齿根剖面图f the tip and root of curvilinear-tooth-trace(a) 齿根剖面图 (b) 齿顶剖面图

精确的展成运动，即t rV = V，如图2-4。其中tV 为铣刀盘的横向移动速度，rV 为被加工齿轮的节圆上的圆周速度。刀盘在切齿过程中，双面刀盘只切出齿轮一个齿槽，单面刀齿只能切出轮齿的一个侧面，切完一个齿后，需要对齿轮毛坯进行单齿分度，使刀齿在下一个齿槽位置继续切齿。如此不断分度,从而切出齿轮的全部轮齿。加工过程的运动包括：1. 主运动，即刀盘的旋转切齿运动；2. 刀盘与工件之间的单齿范成运动，即由刀盘的切向移动以及工件绕自(a) 加工位置(b) 工作位置图 2-3 配对弧齿线圆柱齿轮的加工Fig.2-3 Cutting method for paired gears with curvilinear tooth trace

【引证文献】

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本文编号：2751356