平行轴共轭曲线齿轮力学特性分析

发布时间：2017-09-04 01:37

  本文关键词：平行轴共轭曲线齿轮力学特性分析

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【摘要】：齿轮传动的啮合特性决定了齿轮产品的性能，研发高性能的啮合副是齿轮行业永恒的主题。共轭曲线齿轮传动是在传统的共轭曲面齿轮传动的基础上提出来的一种新型齿轮传动理论。圆弧齿轮传动的啮合副是由法面内的凹圆弧和凸圆弧分别沿配对齿轮节圆柱上的圆柱螺旋线做螺旋运动形成的，抛物线齿轮传动的啮合副是由法面内的抛物线和凸圆弧沿配对齿轮节圆柱上的圆柱螺旋线做螺旋运动形成的。二者的齿廓都为凹凸接触，相对于凸凸接触具有较高的接触强度，并且滑动率小，传动过程中沿轴向接近纯滚动，传动效率高。在中心距不变的情况下，可增加齿轮的模数，更能提高齿轮根部的弯曲强度。本文将着重研究平行轴共轭曲线圆弧齿轮副与抛物线齿轮副的精确建模以及接触强度的计算分析方法，为啮合副的设计提供理论依据，具有重要的理论意义和工程实用价值。论文主要内容如下： ①简要阐述共轭曲线的基本概念，，对共轭曲线原理进行了介绍，并对共轭曲线原理进行数学描述，为后续的有限元分析分析提供了必要的理论准备。 ②基于传统赫兹理论，对平行轴共轭曲线圆弧齿轮啮合副接触强度进行理论研究，推导出了接触强度理论计算公式，并用其计算得到的接触应力与有限元计算的结果非常接近。 ③探索并阐述了平行轴共轭曲线齿轮副的精确建模过程。并对生成的齿轮副模型进行运动仿真，同时对平行轴共轭曲线抛物线齿轮副的接触区域进行了动态模拟。 ④在简要介绍有限元法的基础上，对平行轴共轭曲线圆弧齿轮副、双点接触抛物线齿轮副和三点接触抛物线齿轮副进行齿面加载分析，并对有限元结果进行对比分析。 ⑤利用有限元方法对不同接触点相对夹角的平行轴共轭曲线双点接触抛物线齿轮副进行加载齿面接触分析，根据有限元分析结果对实际作用力下平行轴共轭曲线抛物线齿轮副啮合及力学性能进行了研究和对比。
【关键词】：平行轴齿轮传动 共轭曲线 齿面精确建模 点接触 有限元分析
【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8-16
• 1.1 课题背景及研究的意义8-9
• 1.2 共轭啮合理论研究现状9-10
• 1.3 新型齿廓的发展及研究现状10-11
• 1.4 点接触齿轮研究现状11-12
• 1.5 齿轮强度分析研究现状12-14
• 1.6 论文的主要研究内容14-16
• 2 齿轮传动共轭曲线原理介绍16-22
• 2.1 共轭曲线的定义16
• 2.2 共轭曲线的基本原理16-21
• 2.2.1 坐标系及坐标变换16-17
• 2.2.2 相对运动速度17-18
• 2.2.3 任意接触角方向法矢量18-19
• 2.2.4 啮合方程19-20
• 2.2.5 共轭曲线方程20
• 2.2.6 啮合线方程20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 3 平行轴共轭曲线圆弧齿轮接触强度理论研究22-30
• 3.1 平行轴共轭曲线圆弧齿轮副的接触强度计算公式22-28
• 3.1.1 基本公式22-23
• 3.1.2 基本公式中的三个系数23-24
• 3.1.3 校验公式24-28
• 3.2 计算实例28-29
• 3.3 本章小结29-30
• 4 平行轴共轭曲线齿轮的精确建模及运动仿真30-37
• 4.1 SIEMENS.PLM.NX 8.0 软件介绍30
• 4.2 平行轴共轭曲线齿轮三维模型的建立30-33
• 4.2.1 平行轴共轭曲线圆弧齿轮三维模型的建立30-32
• 4.2.2 平行轴共轭曲线抛物线齿轮模型的建立32-33
• 4.3 平行轴共轭曲线抛物线齿轮副运动仿真及接触模拟33-35
• 4.3.1 平行轴共轭曲线双点接触抛物线齿轮副运动仿真33-34
• 4.3.2 平行轴共轭曲线齿轮副接触区域模拟34-35
• 4.4 本章小结35-37
• 5 平行轴共轭曲线齿轮副有限元分析37-66
• 5.1 有限元方法简介37-39
• 5.2 接触非线性分析39-42
• 5.2.1 ANSYS 简介39
• 5.2.2 ANSYS 接触分析简介39-40
• 5.2.3 ANSYS 接触算法40-42
• 5.3 平行轴共轭曲线圆弧齿轮啮合副有限元分析42-47
• 5.3.1 有限元模型的建立42-43
• 5.3.2 有限元接触对的建立43-44
• 5.3.3 边界条件及载荷施加44-45
• 5.3.5 有限元分析结果及与传统圆弧齿轮的对比45-47
• 5.4 平行轴共轭曲线齿轮副有限元分析对比47-49
• 5.5 平行轴共轭曲线双点接触抛物线齿轮副有限元分析及对比49-63
• 5.5.1 平行轴共轭曲线双点接触抛物线齿轮副有限元模型49
• 5.5.2 平行轴共轭曲线双点接触抛物线齿轮副有限元分析结果49-54
• 5.5.3 平行轴共轭曲线双点接触抛物线齿轮副有限元分析对比54-60
• 5.5.4 平行轴共轭曲线抛物线齿轮有限元分析结果分析60-63
• 5.6 本章小结63-66
• 6 结论66-68
• 致谢68-70
• 参考文献70-76
• 附录76
• A. 作者在攻读硕士期间申请的发明专利目录76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：788606