少齿数齿轮传动强度分析与参数设计

发布时间：2017-06-25 01:05

  本文关键词：少齿数齿轮传动强度分析与参数设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：少齿数齿轮传动作为渐开线齿轮传动的重要组成及延伸，有着单级传动比大、结构紧凑、重量轻等优点，特别适用于中小功率，结构尺寸受限，传动比大，中、大模数齿轮传动的场合。但现有的少齿数齿轮传动设计资料缺乏，给少齿数齿轮传动的推广应用带来了一定的困难。本课题在总结陕西理工学院少齿数齿轮课题组及同行的研究资料的基础上，围绕少齿数齿轮传动设计问题而展开，对少齿数齿轮传动的强度问题、参数选取方法、可靠性设计以及软件图形界面进行了研究。 本课题的主要内容如下： （1）在总结和分析有关少齿数齿轮传动强度有关研究资料的基础上，推导出少齿数齿轮传动强度的计算式与设计式，并基于MATLAB语言将其电算化，免除了复杂的计算过程。 （2）在现有少齿数齿轮传动变位系数电子封闭图有关研究的基础上，，对其做了进一步研究；鉴于封闭图选取参数的局限性和设计的需要，研究了少齿数齿轮传动设计的综合选取参数的方法；结合优化原理和优化算法，研究了少齿数齿轮传动的参数的优化设计问题。这三种方法使少齿数齿轮传动参数的设计更加有效和科学。 （3）通过分析直齿轮设计的限制条件和使用参数选取的方法，初步研究讨论了少齿数渐开线圆柱直齿轮设计的问题； （4）基于ADAMS对设计的少齿数齿轮传动进行可靠性分析。 （5）鉴于少齿数齿轮设计和分析过程的复杂性，综合少齿数齿轮各方面的理论知识，基于MATLAB GUI开发出了少齿数齿轮设计和分析的图形化界面软件。
【关键词】：少齿数齿轮设计 强度公式 参数选取 可靠性分析 软件图形界面
【学位授予单位】：陕西理工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-11
• 基本符号11-14
• 第1章 绪论14-22
• 1.1 选题背景14-17
• 1.1.1 齿轮的发展阶段和趋势14-15
• 1.1.2 少齿数齿轮的提出和应用15-17
• 1.2 少齿数齿轮的研究现状和发展趋势17-19
• 1.2.1 少齿数齿轮理论发展17-18
• 1.2.2 少齿数齿轮理论研究发展方向18-19
• 1.3 选题的目的和意义19-21
• 1.4 本论文研究的主要内容和意义21-22
• 第2章 少齿数齿轮强度计算公式22-32
• 2.1 少齿数齿轮承载能力试验结论22-23
• 2.1.1 少齿数齿轮减速器性能试验22-23
• 2.1.2 2~4 的大齿数比齿轮副承载能力试验23
• 2.1.3 两个试验总结23
• 2.2 少齿数齿轮传动接触应力计算23-29
• 2.2.1 少齿数齿轮传动接触应力计算点23-24
• 2.2.2 少齿数齿轮传动几何压力系数最大点及其接触应力计算式24-26
• 2.2.3 接触应力的几种计算公式及比较26-29
• 2.2.3.1 少齿数齿轮传动近似计算公式26-27
• 2.2.3.2 少齿数齿轮传动四种最大接触应力公式比较27-28
• 2.2.3.4 接触强度设计式28
• 2.2.3.5 接触应力计算式的电算化28-29
• 2.3 少齿数齿轮传动弯曲应力计算29-30
• 2.3.1 少齿数齿轮传动弯曲应力29
• 2.3.2 弯曲应力计算的公式29-30
• 2.3.3 弯曲强度设计式30
• 2.3.4 弯曲应力计算式的电算化30
• 2.4 小结30-32
• 第3章 少齿数齿轮传动参数的设计32-50
• 3.1 少齿数齿轮传动的影响参数32-36
• 3.1.1 分度圆压力角32-33
• 3.1.2 螺旋角33
• 3.1.3 齿数和模数33
• 3.1.4 齿顶高系数33-34
• 3.1.5 顶隙系数34
• 3.1.6 齿宽34
• 3.1.7 滚刀顶圆半径系数ρ*034-35
• 3.1.8 变位系数和侧隙35
• 3.1.9 少齿数齿轮副设计的基本要求总结35-36
• 3.2 少齿数齿轮变位系数封闭图的进一步研究36-39
• 3.2.1 基本参数预设计36
• 3.2.2 强度计算和校核36
• 3.2.3 图像化界面设计和功能扩展36
• 3.2.4 传动中心距未知与质量指标的参考变动曲线36-37
• 3.2.5 少齿数齿轮副高度变位的探讨及曲线37-38
• 3.2.6 等齿根强度质量曲线38
• 3.2.7 节点位于双齿对啮合区曲线38-39
• 3.3 少齿数齿轮传动参数选取的综合法39-43
• 3.3.1 参数设计指数39-42
• 3.3.2 参数选取综合法的实现原理、程序及界面设计42-43
• 3.4 少齿数齿轮传动优化设计43-48
• 3.4.1 少齿数齿轮副优化设计的优点43
• 3.4.2 MATLAB 优化工具箱43-44
• 3.4.3 设计变量44
• 3.4.4 目标函数44
• 3.4.5 单目标优化与多目标优化44-46
• 3.4.6 约束条件46
• 3.4.7 使用 MATLAB 进行优化求解46-48
• 3.5 少齿数渐开线圆柱直齿轮副设计48-49
• 3.6 少齿数齿轮传动设计特点的一些总结49
• 3.7 小结49-50
• 第4章 少齿数齿轮传动设计可靠性分析50-56
• 4.1 少齿数齿轮设计传动性能分析50
• 4.2 精确建模及导入 ADAMS50-51
• 4.3 碰撞力的定义51-52
• 4.4 仿真运动结果与分析52-55
• 4.5 小结55-56
• 第5章 少齿数齿轮传动设计软件开发56-74
• 5.1 软件结构的建立和实现56-58
• 5.1.1 齿轮设计的一般过程56
• 5.1.2 少齿数齿轮传动设计软件的模块和设计基本流程56-58
• 5.1.3 软件设计的实现58
• 5.2 MATLAB 图形用户界面设计58-61
• 5.2.1 句柄图形系统58-59
• 5.2.2 GUI 设计工具59-60
• 5.2.3 GUI 的 M 文件和回调函数60-61
• 5.3 少齿数齿轮设计软件的实现61-69
• 5.3.1 界面设计步骤和原则61-62
• 5.3.2 模块开发62-69
• 5.4 设计实例69-72
• 5.4.1 已知条件和要求69
• 5.4.2 基本参数预设计69-70
• 5.4.3 变位系数选取70
• 5.4.4 参数计算70-71
• 5.4.5 齿轮啮合图71
• 5.4.6 接触强度计算和校核71-72
• 5.4.7 加工仿真72
• 5.4.8 设计结果72
• 5.5 小结72-74
• 结论74-76
• 参考文献76-80
• 附录80-90
• 攻读硕士学位期间学术成果90-92
• 致谢92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孙波;;滚刀刀顶设计及对齿根弯曲强度的影响[J];鞍山师范学院学报;2005年06期

2 王秋珍;;机械优化设计的几种方法及评判指标[J];重庆工学院学报;2006年08期

3 梁桂明;齿轮技术的创新和发展趋势[J];中国工程科学;2000年03期

4 程伟;王保民;;少齿数齿轮传动动力学的研究[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2012年02期

5 姚久军;;论机械设计优化研究[J];科技创新与应用;2012年19期

6 梁辉;MATLAB制作图形界面的应用[J];佳木斯大学学报(自然科学版);2003年04期

7 黄超群;胡玉梅;常志权;;变位系数与螺旋角变化对齿轮性能影响的研究[J];机械管理开发;2010年01期

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10 施雄泉;齿数为2～4齿轮的齿形系数与齿相应力修正系数图[J];机械设计与研究;1995年03期

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本文编号：480173