直齿面齿轮齿面生成方法与啮合仿真

发布时间：2020-08-22 04:32

【摘要】：面齿轮传动是由圆柱齿轮和圆锥齿轮组成，早在上个世纪40年代就被提出，但是其发展是在近几年中，相对其它已广泛应用的传统齿轮来说，面齿轮传动算是一种新型齿轮传动。在国外李特文等人对面齿轮传动的发展做出了重要贡献，而且面齿轮传动技术已被试验应用于直升机传动系统，发现其有很多的优点。面齿轮的研究在国内刚刚起步，只有少数人研究，也没有实际应用过。进行面齿轮研究对国内齿轮发展有着重要意义。 文中以和直齿圆柱齿轮啮合的面齿轮为研究对象，研究内容包括了模型生成和啮合分析，主要涉及面齿轮数值齿面生成、面齿轮加工仿真、啮合分析和有限元分析。研究采用了计算机辅助设计，应用CAD软件和FORTRAN语言，运用微分几何、啮合原理和有限元理论及分析。 面齿轮模型生成采用了两种方法。一种为几何法，利用齿轮啮合原理和微分几何的知识建立了啮合方程，由已知的直齿圆柱齿轮刀具的齿面求出其加工的面齿轮，利用数值计算方法计算了齿面上点的坐标，并通过插值的方法形成了数值齿面。第二种为直接仿真法，介绍了两种仿真法：一种是以AutoCAD为平台，使用其内嵌的AutoLISP语言进行仿真；另一种为基于特征线的直接数值仿真，通过简化面齿轮仿真加工中的布尔运算，采用FORTRAN语言编制仿真程序。 面齿轮啮合分析包括了两部分。一部分为齿轮安装误差的分析，在已形成的齿面上，通过TCA法分析面齿轮传动时安装误差对啮合域的影响，并计算了面齿轮传动的传动误差，以此指导面齿轮应用中安装位置的调整。第二部分为单对齿啮合静态分析，应用有限元方法分析面齿轮传动中单对齿啮合的静态力学特性，分析过程包括：模型离散，单元分析生成单元刚度矩阵，整体分析生成总刚度矩阵，啮合域的确定，施加载荷和数值求解。
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH132.41
【图文】：

面齿轮和直齿轮传动

加工面齿轮的刀具为普通渐开线插齿刀，在仿真面齿轮加工时把刀具看成与面齿轮啮合的直齿圆柱齿轮，其齿面就是刀具沿轴线运动时切割刃的轨迹面，这样就将刀具简化为圆柱直齿轮，然后用齿条刀具将其加工出，如图4一1(a)所示为齿条刀具加工刀具直齿轮，图4一1(b)所示为加工好的刀具直齿轮，下面为一段AntouSP语言编制的直齿轮加工仿真程序。 (defunWO(setqg(entsel” seleetthecuttingtool”))(setqw(entsel” seleettheblanktocut，，)) (setqfrnil)(setqfr(getreal” Theratio:”)) (if(=frnil)(setqfr28)) (setqdfinil) (setqdfi(getreal” \nStePofrotation(degrees):”)) (if(=dfinil)(setqdfi1.0)) (setqdfi(/(*dfiPl)180.0)) (setqfi0.0) (setqsinf(sindfi)) (setqcosf(eosdfi)) (setqdl(*dfi(/fr2.0Pl))) (while(<=fl(*2

(command”subtract，，gear””(entlast)””)))运行上面程序后得到面齿轮模型，如图4一2所示为部分轮齿模型，轮齿的上部分为齿顶变尖部分，下部分为根切部分，根切部分的棱线为刀具齿顶棱留下的痕迹，齿长的确定就是取齿顶变尖和根切之间的部分。图4一2面齿轮大齿长轮齿

【引证文献】

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2 魏洪方;王钟周;;浅谈偏置面齿轮齿面方程及三维建模[J];中国新技术新产品;2012年05期

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1 姬存强;正交面齿轮的啮合仿真与插齿加工[D];河南科技大学;2009年

2 张会会;非正交面齿轮传动设计研究[D];山东大学;2012年

3 吴聪;小轮双鼓修形面齿轮啮合性能分析与实验[D];河南科技大学;2012年

本文编号：2800269