非正交面齿轮传动的啮合特性与强度分析的研究

论文摘要

面齿轮传动具有很多独特的优点,尤其是在高速重载的场合。本文主要对非正交面齿轮传动的啮合特性与强度进行分析。在本文中,推导出非正交面齿轮的齿面方程,并且推导出两种刀具所生成的非正交面齿轮齿根过渡曲面方程。根据生成齿面方程,编制MATLAB程序对非正交面齿轮齿廓进行仿真。为了分析安装误差对非正交面齿轮传动接触轨迹的影响,建立考虑轴交角、轴交错、轴向偏移三个安装误差的非正交面齿轮传动坐标系。推导相应的接触轨迹方程,分析不同安装误差对传动中非正交面齿轮接触轨迹的影响。通过得到的接触轨迹,对非正交面齿轮的接触点曲率进行计算,得出接触点处的主方向。由于齿面弹性,接触形式由点接触扩展成椭圆。本论文中求出扩展成的接触椭圆半径。同时对非正交面齿轮传动中齿面的相对速度进行计算,基于H.Block理论,建立了非正交面齿轮传动的齿面瞬时接触温度的计算公式。最后,用CATIA对非正交面齿轮进行建模,主要介绍几种非正交面齿轮的建模方法,利用VB.NET对CATIA进行二次开发,得出非正交面齿轮的齿面,得出非正交面齿轮的模型。然后利用ANSYS对不同参数影响下,对非正交面齿轮齿根弯曲应力进行计算,并分析这些参数对弯曲应力的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的选题背景
• 1.2 面齿轮传动研究的现状与发展
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 第二章 非正交面齿轮齿面的生成
• 2.1 引言
• 2.2 非正交面齿轮加工中的坐标系与刀具齿面
• 2.2.1 坐标系的建立
• 2.2.2 刀具齿面的方程
• 2.3 非正交面齿轮的齿面方程
• 2.3.1 刀具与非正交面齿轮传动的啮合方程
• 2.3.2 非正交面齿轮齿面方程
• 2.4 非正交面齿轮齿面的齿根过渡曲面和非正交面齿轮齿廓的仿真
• 2.4.1 不考虑刀具齿顶过渡圆弧生成的非正交面齿轮齿根过渡曲面
• 2.4.2 考虑齿顶过渡圆弧生成的非正交面齿轮齿根过渡曲面
• 2.4.3 非正交面齿轮齿面的仿真
• 第三章 非正交面齿轮传动的接触轨迹分析
• 3.1 引言
• 3.2 点接触非正交面齿轮传动的原理
• 3.3 非正交面齿轮传动的齿面接触轨迹
• 3.3.1 坐标系的建立
• 3.3.2 啮合特性的基本方程
• 3.3.3 非正交面齿轮传动中齿面接触轨迹的仿真
• 3.4 考虑装配误差时的齿面接触轨迹
• 3.4.1 误差的描述及安装误差时的啮合方程
• 3.4.2 不同安装误差对非正交面齿轮传动中齿面上接触轨迹的仿真
• 第四章 非正交面齿轮接触应力分析
• 4.1 引言
• 4.2 非正交面齿轮传动中的几何特性
• 4.2.1 非正交面齿轮的主曲率及主方向
• 4.2.2 非正交面齿轮的主曲率的计算与讨论
• 4.3 弹性接触理论的基本方程
• 4.3.1 接触弹性体的表面几何关系
• 4.3.2 点接触的赫兹理论解
• 4.3.3 非正交面齿轮的接触应力分析
• 第五章 非正交面齿轮传动的齿面温升
• 5.1 引言
• 5.2 非正交面齿轮传动中的齿面相对速度
• 5.2.1 非正交面齿轮传动中齿面相对速度的计算
• 5.2.2 非正交面齿轮传动的齿面相对速度分析
• 5.3 非正交面齿轮传动中的齿面温升
• 5.3.1 非正交面齿轮传动中的齿面温升计算的基本原理
• 5.3.2 非正交面齿轮传动中的齿面温升的分析
• 第六章 非正交面齿轮传动的齿根弯曲应力分析
• 6.1 引言
• 6.2 非正交面齿轮模型的建模
• 6.2.1 非正交面齿轮建模的方法
• 6.2.2 基于CATIA 二次开发的主要流程
• 6.3 非正交面齿轮的齿根弯曲应力有限元分析
• 6.3.1 非正交面齿轮的有限元分析模型
• 6.3.2 主要参数对非正交面齿轮弯曲应力的影响
• 第七章 总结与展望
• 7.1 论文的总结
• 7.2 进一步研究内容的展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的论文