正交變傳動比面齒輪副齒面接觸分析.pdf

1、正交變傳動比面齒輪副是在非圓錐齒輪副的研究基礎(chǔ)上提出的一種新型相交軸間變傳動比齒輪副,其結(jié)合了非圓齒輪、非圓錐齒輪和面齒輪三者共同的傳動特點,可用來傳遞相交軸間的變傳動比運動和動力,其設(shè)計原理,加工制造方法簡單,可采用傳統(tǒng)的范成刀具及現(xiàn)有的機(jī)床進(jìn)行加工,易現(xiàn)實批量化生產(chǎn),從而可以大大推動相交軸間的變傳動比傳動這一新的傳動形式在工程實際中的應(yīng)用。在工程機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、紡織機(jī)械、汽車等場合,具有潛在的應(yīng)用前景。
　　正交變傳動比面齒輪

2、的齒面接觸分析是深入研究正交變傳動比面齒輪副嚙合特性的有效手段。接觸區(qū)域的大小、形狀和位置不僅反映了單個齒輪的制造精度,同時反映了齒輪副的安裝和傳動精度,對齒輪副傳動的承載能力、使用壽命、傳動質(zhì)量及效率、噪聲等都有明顯影響。本文從正交變傳動比面齒輪嚙合理論出發(fā),運用數(shù)值方法對正交變傳動比面齒輪副進(jìn)行齒面接觸分析,并運用有限元方法和實驗方法進(jìn)一步研究,為正交變傳動比面齒輪的參數(shù)設(shè)計和實際工程應(yīng)用提供參考。論文的主要內(nèi)容如下:
　　(

3、1)依據(jù)空間齒輪嚙合原理及微分幾何等相關(guān)理論,研究了正交變傳動比面齒輪副基本傳動原理,推導(dǎo)了正交變傳動比面齒輪的節(jié)曲線,齒頂曲線,齒根曲線的參數(shù)方程;結(jié)合加工刀具的齒面方程與齒輪共軛的基本原理,得到了非圓齒輪和正交變傳動比面齒輪的齒面參數(shù)方程;計算了正交變傳動比面齒輪不根切的最小內(nèi)半徑和不變尖的最大外半徑,確定了其齒寬合理取值范圍;基于VB和Solidworks(API)開發(fā)出正交變傳動比面齒輪參數(shù)化設(shè)計和加工仿真系統(tǒng),實現(xiàn)了正交變傳動

4、比面齒輪副的參數(shù)化設(shè)計及三維建模。
　　(2)根據(jù)齒輪TCA分析原理,建立了正交變傳動比面齒輪副齒面接觸分析方法;根據(jù)切觸的基本原理,得到了正交變傳動比面齒輪副的切觸方程;根據(jù)正交變傳動比面齒輪的齒面方程,實現(xiàn)了正交變傳動比面齒輪的齒面數(shù)值求解;探討了正交變傳動比面齒輪副的點接觸和線接觸兩種接觸類型,利用Matlab編程對接觸模型切觸方程組進(jìn)行求解,分別實現(xiàn)了理論線接觸和理論點接觸兩種情況下的齒面接觸可視化。
　　(3)建立

5、了正交變傳動比面齒輪嚙合副的接觸有限元分析模型,采用有限元方法對無安裝誤差和考慮安裝誤差情況下正交變傳動比面齒輪接觸特性進(jìn)行分析,得到了安裝誤差對接觸的影響規(guī)律。截取正交變傳動比面齒輪副一個周期的輪齒進(jìn)行無安裝誤差的動態(tài)接觸分析,得到一個周期每一瞬時的接觸情況,驗證了正交變傳動比面齒輪副瞬時線接觸的理論。
　　(4)設(shè)計并加工了以正交變傳動比面齒輪傳動嚙合副為主要傳動部件的傳動裝置;對正交變傳動比面齒輪副進(jìn)行了對滾檢查實驗,實驗結(jié)