本文關(guān)鍵詞：微齒輪粗糙齒面磨損分析及齒廓優(yōu)化設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 表面吸引力 磨損 粗糙齒面 齒廓優(yōu)化 微齒輪

【摘要】：微型行星齒輪系統(tǒng)作為構(gòu)成微機電系統(tǒng)(MEMS)必不可少的傳動部件,其微齒輪的輪齒性能好壞直接影響整個MEMS系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。目前,針對考慮表面吸引力作用的微齒輪齒面磨損的研究相對比較少,而經(jīng)過大量實例分析,人們發(fā)現(xiàn)微齒輪副的失效通常是由接觸齒面間的粘著磨損引起的。粗糙齒面的微凸體對微齒輪副的粘著磨損具有較大影響,而有何種影響及影響程度如何目前還沒有一個定性的結(jié)論,可見分析考慮表面吸引力作用的微齒輪粗糙齒面的磨損,并提出相應(yīng)減輕微齒輪齒面磨損的措施具有重要意義。粗糙齒面間的接觸與兩個齒面光滑的輪齒間的接觸有很大不同,粗糙齒面上的微凸體在齒面接觸時會形成部分局部接觸,從而在齒面產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力,進一步會使齒面的磨損更嚴(yán)重。本文把微齒輪粗糙齒面間的粘著磨損分為兩個階段分別進行分析,針對性的提出減少齒面磨損的方法和措施,同時從改善齒形方面入手提出了一種基于偏差函數(shù)法對漸開線齒廓進行優(yōu)化設(shè)計的新方法。主要研究工作如下:(1)根據(jù)經(jīng)典Archard磨損計算公式,結(jié)合JKR接觸力學(xué)理論與GW表面微凸體的數(shù)學(xué)統(tǒng)計模型,提出了考慮接觸齒面間表面吸引力的粗糙齒面磨損數(shù)值計算模型。(2)在建立的粗糙齒面磨損數(shù)值計算模型的基礎(chǔ)上,針對微齒輪齒面磨損的第一階段,即齒面微凸體間的接觸和磨損,對不同粗糙齒面參數(shù)影響下的齒面磨損進行了仿真分析,并定性的得出了不同齒面參數(shù)對微齒輪粗糙齒面磨損的影響,同時提出了相應(yīng)改善齒面磨損的措施和方法。(3)針對微齒輪齒面磨損的第二階段,即光滑齒面間的接觸與磨損,從齒形設(shè)計方面入手,根據(jù)偏差函數(shù)法的原理提出了基于偏差函數(shù)對漸開線齒廓進行優(yōu)化設(shè)計的新方法。通過微齒輪副輪齒的齒面接觸應(yīng)力、齒面滑動系數(shù)、齒面磨損深度和齒根彎曲應(yīng)力等輪齒性能參數(shù)的限制條件求得最優(yōu)偏距值。(4)在已確定最優(yōu)偏距值的基礎(chǔ)上,求出了優(yōu)化后微齒輪副的齒廓并與對應(yīng)漸開線齒廓進行了比較,同時采用考慮表面吸引力作用的二維JKR圓柱粘著接觸力學(xué)理論對優(yōu)化后微齒輪副與對應(yīng)漸開線微齒輪副的輪齒性能進行了對比分析,結(jié)果表明優(yōu)化后微齒輪副輪齒的整體性能有較大提高而且性能分配方面更加合理。
【關(guān)鍵詞】：表面吸引力 磨損 粗糙齒面 齒廓優(yōu)化 微齒輪
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 本文研究背景及意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 微機電系統(tǒng)10-11
• 1.2.2 微齒輪磨損研究11-12
• 1.3 MEMS加工技術(shù)簡介12-15
• 1.4 本文研究內(nèi)容15-18
• 2 粗糙齒面磨損數(shù)值計算模型建立18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 表面微凸體的統(tǒng)計模型18-23
• 2.3 齒面微凸體接觸模型23-26
• 2.4 粗糙齒面磨損數(shù)值計算模型26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 3 粗糙齒面磨損分析30-40
• 3.1 引言30
• 3.2 表面吸引力作用對齒面磨損的影響30-32
• 3.3 齒面粗糙度對齒面磨損的影響32-34
• 3.4 材料性能對齒面磨損的影響34-35
• 3.5 微凸體頂點曲率半徑對齒面磨損的影響35-37
• 3.6 齒面綜合參數(shù)對齒面磨損影響37-38
• 3.7 本章小結(jié)38-40
• 4 微齒輪齒廓優(yōu)化設(shè)計40-62
• 4.1 引言40
• 4.2 齒廓設(shè)計原理40-49
• 4.2.1 偏差函數(shù)法設(shè)計齒廓原理40-41
• 4.2.2 優(yōu)化后齒廓的直角坐標(biāo)關(guān)系式41-44
• 4.2.3 共軛齒廓直角坐標(biāo)關(guān)系式44-47
• 4.2.4 齒根過渡曲線47-49
• 4.3 最優(yōu)偏距值確定49-59
• 4.3.1 接觸應(yīng)力與偏距值關(guān)系50-51
• 4.3.2 齒根彎曲應(yīng)力與偏距值關(guān)系51-53
• 4.3.3 滑動系數(shù)與偏距值關(guān)系53-54
• 4.3.4 齒面磨損深度與偏距值關(guān)系54-55
• 4.3.5 齒面磨損極限轉(zhuǎn)數(shù)與偏距值關(guān)系55-58
• 4.3.6 齒輪副連續(xù)傳動條件檢驗58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-62
• 5 優(yōu)化后微齒輪副輪齒性能評價62-74
• 5.1 引言62
• 5.2 微齒輪副齒廓62-63
• 5.3 齒面性能對比分析63-70
• 5.3.1 齒面接觸應(yīng)力63-64
• 5.3.2 齒根彎曲應(yīng)力64-66
• 5.3.3 齒面滑動系數(shù)66-67
• 5.3.4 齒面磨損深度67-69
• 5.3.5 齒面磨損極限轉(zhuǎn)數(shù)69-70
• 5.4 中心距可分性驗證70-73
• 5.5 本章小結(jié)73-74
• 6 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 主要研究內(nèi)容總結(jié)74-75
• 6.2 研究不足之處及展望75-76
• 致謝76-78
• 參考文獻78-84
• 附錄 A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄84

【參考文獻】

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本文編號：1029795