面齿轮传动的齿面生成和弯曲应力分析

发布时间：2021-02-22 09:58

　　齿轮传动是机械传动中最基本的传动方式。面齿轮传动是一种新型齿轮传动,它有许多独特的优点,尤其是在高速重载的场合。本文研究了正交面齿轮的齿面生成及其应用设计、基于斜齿小齿轮的面齿轮的齿面生成和几何建模、面齿轮传动的弯曲应力分析。在正交面齿轮齿面生成的研究中,通过啮合处的相对速度和公法线,根据啮合原理中齿面的啮合条件,推导了面齿轮的齿面方程、面齿轮齿顶变尖与齿根根切的条件;推导了面齿轮的最大齿宽系数;对面齿轮的齿面、齿根过渡曲面进行了可视化;并讨论两种新型的基于面齿轮的行星传动机构设计方案,对其传动比和传动效率进行了对比分析。在基于斜齿小齿轮的面齿轮的齿面生成和几何建模中,研究了刀具齿轮的两种生成方法,一种是利用传统的螺旋渐开线小齿轮的包络原理,另一种是利用由齿条刀具生成的小齿轮的包络原理;推导了基于斜齿小齿轮的面齿轮的齿面方程,讨论了其齿宽的限制条件;编制了相应的程序,实现了基于斜齿小齿轮的面齿轮的齿面可视化,并得到了其三维几何模型。在面齿轮传动的弯曲应力有限元分析中,分别分析了圆柱齿轮和面齿轮在齿顶受载时轮齿的弯曲应力分布规律;讨论了外力作用位置沿齿长方向变化与螺旋角变化时圆柱齿轮和面... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 论文选题背景
    1.2 面齿轮传动的特点与研究现状
    1.3 本文的研究内容
第二章 正交面齿轮的齿面生成及其应用
    2.1 正交面齿轮加工中的坐标系与刀具齿面
        2.1.1 坐标系的建立
        2.1.2 刀具齿面方程
    2.2 正交面齿轮的齿面方程
        2.2.1 刀具齿面与被加工面齿轮接触处的相对速度
        2.2.2 正交面齿轮的齿面方程
    2.3 正交面齿轮不产生根切的条件
        2.3.1 基本理论
        2.3.2 面齿轮不发生根切的最小内半径
        2.3.3 计算结果
    2.4 正交面齿轮齿顶不变尖的条件
        2.4.1 面齿轮齿顶不变尖的最大外半径
        2.4.2 计算结果
    2.5 正交面齿轮的最大齿宽系数
    2.6 面齿轮的齿根过渡曲面及面齿轮齿面的可视化
        2.6.1 齿根过渡曲面的基本方程
        2.6.2 面齿轮齿面的可视化
    2.7 面齿轮在行星传动机构中的应用
        2.7.1 传动原理
        2.7.2 传动比分析
        2.7.3 效率分析
        2.7.4 计算与讨论
    2.8 本章小结
第三章 基于斜齿小齿轮的面齿轮的齿面生成和几何建模
    3.1 斜齿小齿轮的齿面方程
        3.1.1 由渐开线齿面直接生成刀具面方程
        3.1.2 由齿条刀具生成刀具面方程
    3.2 斜齿面齿轮的齿面方程
        3.2.1 刀具齿面与被加工面齿轮接触处的相对速度
        3.2.2 斜齿面齿轮的齿面生成
    3.3 斜齿面齿轮的齿宽系数
        3.3.1 面齿轮不发生根切的最小内半径
        3.3.2 面齿轮齿顶不变尖的最大外半径
        3.3.3 面齿轮的齿宽系数
    3.4 斜齿面齿轮的齿面可视化
        3.4.1 齿根过渡曲面的基本方程
        3.4.2 面齿轮齿面的可视化
    3.5 斜齿面齿轮的几何建模
        3.5.1 齿面数据点的形成
        3.5.2 基于Pro/E 的面齿轮实体建模
    3.6 本章小结
第四章 面齿轮传动的弯曲应力有限元分析
    4.1 有限元分析的基本理论
        4.1.1 线性有限元基础
        4.2.2 有限元法分析的基本过程
    4.2 基于软件ANSYS 的面齿轮传动的弯曲应力分析
        4.2.1 ANSYS 有限元分析程序简介
        4.2.2 ANSYS 的数据接口程序
        4.2.3 圆柱齿轮的弯曲应力分析
        4.2.4 面齿轮的弯曲应力分析
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文的主要工作和结论
    5.2 进一步的研究工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Pro/E的渐开线斜齿轮参数化设计[J]. 王科元,陈永成.  机械设计与制造. 2005(05)
[2]面齿轮传动的研究现状与发展[J]. 朱如鹏,潘升材,高德平.  南京航空航天大学学报. 1997(03)



本文编号：3045818