面齿轮传动啮合特性分析

发布时间：2017-08-22 08:09

  本文关键词：面齿轮传动啮合特性分析

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【摘要】：面齿轮传动是一种新型齿轮传动方式。在高速场合,面齿轮传动具有体积小、寿命长、分流效果好等优点。面齿轮传动的刚度和强度严重影响其工作性能,尤其传动误差等动态力学特性直接影响面齿轮传动工作寿命和噪声。本文研究了面齿轮几何模型的构建、面齿轮数控插齿仿真加工,以及面齿轮传动强度计算等内容,分析了面齿轮的接触区域、接触应力和弯曲应力、承载能力及传动性能,为面齿轮在实际工程中应用提供了一定的基础。本文主要完成以下研究工作：(1).根据面齿轮的啮合原理,建立了面齿轮齿面方程和齿面过渡曲面方程,推导面齿轮不发生齿顶变尖的最大外半径和齿根根切的最小内半径。根据面齿轮齿面方程及圆柱齿轮齿面方程分别构建了面齿轮的几何模型和直齿圆柱齿轮模型。(2).根据面齿轮范成法加工原理,基于VERICUT数控仿真加工平台,设计了完整的面齿轮插齿仿真加工流程,构建了面齿轮插齿加工刀具,完成了面齿轮插齿机床控制文件的定制,推导了面齿轮插齿加工机床运动关系,得到了面齿轮仿真加工实体模型,并对插齿仿真加工的模型进行了检测分析。(3).根据非线性加载接触分析的边界条件,基于ABAQUS有限元分析平台,建立面齿轮传动有限元分析模型。采用圆柱齿轮驱动面齿轮的方式,分别对轻载、中载和重载三种工况下的面齿轮传动进行有限元计算。(4).通过有限元计算,将得出的轻载、中载、重载三种工况下面齿轮传动的接触区域、接触应力、弯曲应力等啮合特性分别进行对比,并分析不同的载荷工况下面齿轮传动误差、载荷分布系数对面齿轮传动啮合特性产生的影响。
【关键词】：面齿轮 啮合理论 仿真加工 有限元模型 啮合特性
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 论文选题背景10-11
• 1.2 面齿轮啮合特性研究概况11-17
• 1.2.1 面齿轮传动11-13
• 1.2.2 面齿轮啮合理论的研究13
• 1.2.3 面齿轮接触应力的研究13-14
• 1.2.4 面齿轮弯曲应力研究14
• 1.2.5 面齿轮加工制造的研究14-16
• 1.2.6 面齿轮疲劳实验16-17
• 1.3 国内研究现状17-18
• 1.4 本论文研究内容18-20
• 第二章 面齿轮啮合理论20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 面齿轮齿面方程20-26
• 2.2.1 加工坐标系的建立20-21
• 2.2.2 刀具方程的建立21-22
• 2.2.3 面齿轮齿面方程22-26
• 2.3 面齿轮防根切和变尖计算26-28
• 2.3.1 面齿轮防止根切计算26-27
• 2.3.2 面齿轮防止齿顶变尖的计算27-28
• 2.4 面齿轮三维可视化28-30
• 2.5 本章小结30-32
• 第三章 面齿轮虚拟仿真加工32-44
• 3.1 面齿轮加工方法32
• 3.2 插齿加工32-34
• 3.2.1 插齿加工原理32-33
• 3.2.2 面齿轮插齿仿真加工流程33-34
• 3.3 面齿轮仿真加工模型34-38
• 3.3.1 建立机床模型34-37
• 3.3.2 构建刀具模型37-38
• 3.3.3 工件模型的构建38
• 3.4 面齿轮加工机床运动关系调整38-40
• 3.4.1 面齿轮加工机床运动关系调整38-40
• 3.4.2 面齿轮加工机床数控程序40
• 3.5 面齿轮虚拟仿真加工40-42
• 3.5.1 面齿轮虚拟仿真加工过程40-41
• 3.5.2 仿真结果分析41-42
• 3.6 本章小结42-44
• 第四章 面齿轮传动有限元模型44-56
• 4.1 面齿轮传动有限元边界条件44-46
• 4.1.1 面齿轮传动加载有限元接触问题基本方程和边界条件44-45
• 4.1.2 接触条件45-46
• 4.2 面齿轮网格划分方法46-50
• 4.2.1 ABAQUS网格划分方法及对比46-47
• 4.2.2 实体分割技术47
• 4.2.3 面齿轮网格划分方法47-50
• 4.3 面齿轮传动有限元分析前处理50-55
• 4.3.1 面齿轮传动五齿有限元模型的建立50-53
• 4.3.2 面齿轮传动有限元模型53-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 面齿轮传动啮合特性分析56-70
• 5.1 面齿轮传动啮合特性分析56-69
• 5.1.1 五齿模型接触应力56-60
• 5.1.2 面齿轮传动弯曲应力60-62
• 5.1.3 面齿轮传递误差分析62-64
• 5.1.4 面齿轮传动重合度分析64-67
• 5.1.5 面齿轮传动齿面接触力分析67
• 5.1.6 面齿轮载荷分布系数67-69
• 5.2 本章小结69-70
• 第六章 结论和展望70-72
• 6.1 论文研究和成果70-71
• 6.2 后续工作展望71-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-78
• 攻读学位期间发表的学术论文78

【参考文献】

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本文编号：718004