少齿数大减速比准双曲面齿轮的三维仿真与实验

发布时间：2017-08-08 08:16

  本文关键词：少齿数大减速比准双曲面齿轮的三维仿真与实验

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【摘要】：准双曲面齿轮因其重合度大、传动平稳、承载能力强、空间配置灵活等优点而广泛应用于汽车、工程机械、电动工具等领域各种交错轴传动中。小型化、高速度、低能耗是齿轮传动装置的重要发展方向。大减速比的准双曲面齿轮传动能够保持较高的传动效率，且制造工艺优良。故少齿数大减速比准双曲面齿轮在机械传动领域具有广阔的应用前景。 1研究了少齿数大减速比准双曲面齿轮传动的几何原理，给出了少齿数大减速比准双曲面齿轮设计的几何限制条件，这些条件包括：根切、齿顶变尖、齿面啮合干涉、面锥大小的限制，以及齿轮受力状况等。运用正交试验，分析了影响齿轮节锥角的主要几何参数。在传动比达到10以上时，必需综合考虑径向变位和切向变位。 2少齿数大减速比准双曲面齿轮的大轮采用成形法加工。根据成形法的切齿特点，建立了其加工的数学坐标系。根据大小轮啮合关系，建立了大轮产成小轮的齿面模型。利用齿轮啮合原理，坐标变换，推导了大轮和小轮的齿面方程。 3运用MATLAB编程软件，求解齿面三维坐标点；利用UG三维软件，建立了大小轮的齿面片，进而完成大小轮的三维建模。通过三维造型，，发现在小轮齿数减少到4、3甚至2齿时，齿形没有发生异变，验证了本文提出的少齿数大速比准双曲面齿轮设计的可行性。 4根据少齿数准双曲面齿轮的几何设计，计算了大小轮的加工参数，进行了轮齿接触分析；在GH-35铣齿机上完成了齿数比4:41的准双曲面齿轮的切齿试验。试验结果同理论模型一致。
【关键词】：大速比 锥齿轮 几何设计 啮合 包络
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 第1章 绪论7-13
• 1.1 研究背景和意义7-9
• 1.2 螺旋锥齿轮国内外研究现状9-11
• 1.3 少齿数大减速比齿轮国内外的发展现状11-12
• 1.4 论文的主要研究内容12-13
• 第2章 少齿数准双曲面齿轮的参数设计及分析13-31
• 2.1 少齿数大减速比准双曲面齿轮设计的几何限制条件13-15
• 2.2 少齿数准双曲面齿轮节锥的确定15-16
• 2.3 轮坯尺寸的计算16-18
• 2.3.1 大轮轮坯尺寸的计算16-17
• 2.3.2 小轮轮坯尺寸的计算17-18
• 2.4 齿轮副的根切检查和干涉检验18-23
• 2.4.1 小轮根切检查18-20
• 2.4.2 大轮根切检查20-21
• 2.4.3 齿轮副啮合干涉检验21-23
• 2.5 齿轮副的受力分析23-24
• 2.5.1 齿轮副切向力计算23
• 2.5.2 齿轮副轴向力计算23-24
• 2.5.3 齿轮副径向力计算24
• 2.6 齿轮的主要几何因素的正交法分析24-28
• 2.6.1 正交试验的概念和原理25
• 2.6.2 正交试算的设计25-26
• 2.6.3 试算结果26-28
• 2.7 几何参数计算实例28-30
• 2.8 本章小结30-31
• 第3章 少齿数准双曲面齿轮齿面方程的推导31-39
• 3.1 大轮齿面方程31-34
• 3.1.1 成形法加工大轮数学模型31-32
• 3.1.2 大轮刀盘齿面的描述32-33
• 3.1.3 大轮齿面方程推导33-34
• 3.2 小轮齿面方程34-38
• 3.2.1 基于大轮产成的小轮数学模型34-36
• 3.2.2 啮合方程36-38
• 3.2.3 小轮齿面方程的推导38
• 3.3 本章小结38-39
• 第4章 少齿数准双曲面齿轮几何的三维仿真39-51
• 4.1 少齿数大减速比准双曲面齿轮齿面点的求解39-43
• 4.1.1 齿面旋转投影平面网格节点的划分39-42
• 4.1.2 大轮齿面三维坐标点求解42
• 4.1.3 小轮齿面三维坐标点求解42-43
• 4.2 少齿数大减速比准双曲面齿轮的三维实体建模43-46
• 4.2.1 UG三维软件简介43
• 4.2.2 齿轮副的精确建模43-46
• 4.3 齿数比为3:60准双曲面齿轮的建模46-48
• 4.4 齿数比为2:60准双曲面齿轮的建模48-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第5章 少齿数准双曲面齿轮的切齿试验51-59
• 5.1 大小轮加工参数与接触分析51-57
• 5.1.1 大轮加工参数51
• 5.1.2 小轮加工参数51-52
• 5.1.3 接触分析TCA52-53
• 5.1.4 试验设备53-54
• 5.1.5 大轮切齿试验54-55
• 5.1.6 小轮的切齿试验55-57
• 5.2 本章小结57-59
• 第6章 结论与展望59-61
• 6.1 结论59
• 6.2 展望59-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-67
• 攻读硕士学位期间的研究成果67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 梁桂明;泛曲线齿锥齿轮的创新设计与应用的二次开发[J];中国工程科学;2001年07期

2 方宗德,杨宏斌;准双曲面齿轮的优化切齿设计[J];汽车工程;1998年05期

3 周纪良;曲线齿锥齿轮近代设计(二)[J];拖拉机与农用运输车;1996年04期

本文编号：638979