直齿圆柱齿轮啮合副的齿廓修形研究

发布时间：2017-08-29 15:37

  本文关键词：直齿圆柱齿轮啮合副的齿廓修形研究

  更多相关文章： 直齿轮 齿廓修形 静态传递误差 改进修形曲线 动力学分析

【摘要】：齿轮传动在各种机械设备中应用都非常广泛,在机床中同样起着非常重要的作用,机床中齿轮传动的精度在很大程度上影响着整个机床的精度,因此,提高齿轮传动性能对提高机床整体性能,提升机床的可靠性意义重大。但重合度变化、齿轮制造误差以及安装误差等因素导致齿轮在传动过程中出现振动和噪声,严重影响齿轮的传动性能,而大量研究表明,修形是解决这一问题的有效手段,因此本文系统研究了直齿轮的齿廓修形方法并对修形直齿轮啮合副的动力学特性进行了分析,旨在为齿轮修形设计提供一定的理论依据,为齿轮传动性能的提高做出一定的贡献。首先,本文对齿轮修形和齿轮系统动力学的相关文献进行了综述,介绍了齿廓修形和传递误差的基本理论,给出了齿廓修形三要素的确定方法,提出根据静态载荷下轮齿最大干涉量确定最大修形量的方法。其次,分别使用解析方法和有限元方法求解齿轮系统静态传递误差,结果表明针对本文的研究,解析方法存在一定的近似性和局限性,有限元方法更加理想。接下来详细给出在ANSYS中建立齿轮副参数化有限元模型的方法,求解不同修形曲线下齿轮副静态传递误差,并以静态传递误差谐波分量的幅值衡量修形效果,得到比较好的修形参数。然后,在采用较优的修形曲线的情况下,研究了载荷、齿轮孔半径等参数变化以及延长啮合现象对修形直齿轮啮合副的静态传递误差等指标的影响,通过对静态传递误差曲线的进一步分析,提出了改进的的修形曲线形式,通过对比,证明了改进修形曲线的优越性,并采用不同的齿轮参数和载荷条件验证了其通用性。最后,考虑齿轮时变啮合刚度和修形引起的时变非线性侧隙,建立了修形直齿轮啮合副非线性动力学模型,对比不修形和采用改进修形方法情况下系统的动力学响应,从动力学响应的角度验证了修形方法的有效性。探讨了最大修形量和载荷对修形齿轮系统动力学响应的影响,得到结论,在特定载荷条件下进行有针对性的修形设计才能得到良好的修缘效果,一种修形设计不能满足所有的载荷工况。
【关键词】：直齿轮 齿廓修形 静态传递误差 改进修形曲线 动力学分析
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题背景10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 齿廓修形研究现状10-12
• 1.2.2 齿轮动力学研究现状12
• 1.3 本文研究主要内容12-14
• 第2章 传递误差及修形理论14-20
• 2.1 齿轮传递误差理论14-16
• 2.2 齿轮修形理论16-19
• 2.2.1 齿廓修形原理16
• 2.2.2 齿廓修形分类及要素16-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第3章 直齿轮齿廓修形及静态传递误差分析20-44
• 3.1 修形三要素的确定20-24
• 3.2 解析法和有限元法求解静态传递误差的对比24-27
• 3.3 不同修形曲线下齿轮静态传递误差27-36
• 3.3.1 修形齿轮参数化模型的建立27-35
• 3.3.2 不同形式修形齿廓的建模35-36
• 3.4 不同修形曲线下结果分析36-43
• 3.4.1 静态传递误差结果与分析36-39
• 3.4.2 静态传递误差频谱分析39-41
• 3.4.3 啮合力结果与分析41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第4章 修形齿轮静态传递误差参数影响与修形曲线优化设计44-56
• 4.1 修形齿轮静态传递误差的参数影响44-48
• 4.1.1 载荷对修形齿轮静态传递误差的影响44-45
• 4.1.2 延长啮合对修形齿轮静态传动误差的影响45-47
• 4.1.3 齿轮孔半径对修形齿轮静态传递误差的影响47-48
• 4.2 直齿轮齿廓修形优化设计48-53
• 4.2.1 直齿轮齿廓修形曲线优化设计48-51
• 4.2.2 直齿轮齿廓修形优化修形曲线通用性验证51-53
• 4.3 本章小结53-56
• 第5章 修形齿轮系统动力学分析56-68
• 5.1 修形齿轮系统动力学模型56-60
• 5.1.1 修形齿轮系统动力学模型建立56-57
• 5.1.2 修形齿轮系统动力学模型主要参数说明57-60
• 5.2 结果对比分析60-63
• 5.3 修形齿轮系统动力学响应参数影响63-67
• 5.3.1 最大修形量对修形齿轮系统动力学响应的影响63-65
• 5.3.2 载荷对修形齿轮系统动力学响应的影响65-67
• 5.4 本章小结67-68
• 第6章 结论与展望68-70
• 6.1 结论68-69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-76
• 致谢76-78
• 攻读学位期间发表的学术论文78

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本文编号：754124