点线啮合齿轮齿形设计及啮合特性分析

发布时间：2017-06-25 09:10

  本文关键词：点线啮合齿轮齿形设计及啮合特性分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：齿轮及其传动装置是机械工业中的一大类重要基础件，高性能齿轮的设计制造有助于提高机械装备性能及使用寿命。作为一种新的啮合传动形式，点线啮合齿轮传动与传统渐开线及圆弧齿轮相比有更多的优点及更优越的性能。本质上而言，点线啮合齿轮虽然也是渐开线齿轮，但其齿形以凹凸齿廓相啮合形式组成，啮合过程中既存在线接触也存在点接触，传动过程中兼具线啮合传动及点啮合传动两种特性，是适于推广应用的一类高性能齿轮。因此，开展点线啮合齿轮齿形设计及啮合特性研究，具有一定的实用价值及良好的发展前景。 本文通过理论分析、数值模拟相结合的方法，对点线啮合齿轮啮合理论、齿形设计方法及啮合特性等关键问题进行研究，论文主要研究内容如下： ①基于齿轮齿面生成原理，建立点线啮合齿轮共轭方程，采用坐标变换方法求得齿条刀具端面、法面、被加工齿轮齿面间相互坐标变换矩阵，通过对齿条刀具方程的坐标变换，分析点线啮合齿轮运动关系，推导出点线啮合齿轮副齿面方程，为后面的齿轮特性分析及有限元分析的计算奠定了基础。 ②结合点线啮合齿轮啮合传动几何位置关系，分析点线啮合齿轮正确啮合的条件，在所推导齿面方程的基础上，建立点线啮合齿轮端面齿廓方程及瞬时接触线方程，运用MATLAB数学软件编程求解得到点线啮合齿轮瞬时接触线上各点坐标，获得端面啮合状态及啮合过程中瞬时啮合线形态。 ③建立点线啮合静力学分析有限元模型，计算点线啮合齿轮及标准渐开线齿轮加载啮合过程中不同啮合瞬时的弯曲应力分布，得出各个啮合瞬时沿齿根的弯曲应力分布图，分析弯曲应力的分布规律。 ④建立点线啮合齿轮动力学分析模型，计算动态啮合过程中点线啮合齿轮接触等效应力及径向接触力，分析接触等效应力及径向接触力的变化规律，并对比分析点线啮合齿轮动及标准渐开线齿轮动态啮合特性。
【关键词】：点线啮合齿轮 齿面方程 啮合特性 弯曲应力 显示动力学
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 课题国内外研究现状8-12
• 1.3 论文主要研究内容12-14
• 2 点线啮合齿轮齿面数学模型14-28
• 2.1 引言14
• 2.2 点线啮合齿轮齿廓理论14-16
• 2.3 点线啮合主动轮齿面数学模型16-22
• 2.3.1 齿条刀具齿廓方程16-19
• 2.3.2 坐标关系19-20
• 2.3.3 点线啮合主动轮齿面方程20-22
• 2.4 点线啮合从动轮齿面数学模型22-27
• 2.4.1 齿条刀具齿廓方程22-24
• 2.4.2 坐标关系24-26
• 2.4.3 点线啮合从动轮齿面方程26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 3 点线啮合齿轮啮合特性分析28-41
• 3.1 引言28
• 3.2 齿廓啮合理论28-30
• 3.3 点线啮合齿轮正确啮合的条件30-32
• 3.4 啮合模拟分析32-39
• 3.4.1 齿轮端面齿廓方程32
• 3.4.2 渐开线曲面与过渡曲面的相交线32-33
• 3.4.3 瞬时接触分析33-35
• 3.4.4 啮合模拟35-39
• 3.5 齿轮不产生根切的条件39-40
• 3.6 本章小结40-41
• 4 点线啮合齿轮有限元静力分析41-50
• 4.1 引言41
• 4.2 有限元计算理论41-43
• 4.2.1 有限元法概述41-42
• 4.2.2 ABAQUS 软件介绍42-43
• 4.3 点线啮合齿轮有限元模型43-45
• 4.3.1 三维建模及材料物理属性43
• 4.3.2 齿轮网格模型43-44
• 4.3.3 边界条件及齿轮啮合接触对44-45
• 4.3.4 载荷条件45
• 4.4 有限元分析结果45-49
• 4.5 本章小结49-50
• 5 点线啮合齿轮动力学接触分析50-56
• 5.1 引言50
• 5.2 动力学分析理论50-51
• 5.3 动力学接触分析模型51-52
• 5.4 显示动力学分析结果52-55
• 5.5 本章小结55-56
• 6 结论及展望56-57
• 6.1 全文总结56
• 6.2 后续研究工作展望56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-62
• 附录62
• A 作者在攻读硕士学位期间申请的专利62
• B 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：481547