發(fā)布時間：2018-06-03 05:56

  本文選題：螺旋錐齒輪 + 齒面接觸特性��； 參考：《浙江大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：螺旋錐齒輪是傳遞相交軸或交錯軸運動和動力的機械元件。螺旋錐齒輪具有重合度高、傳動平穩(wěn)、噪聲低、承載能力大和傳動比大等優(yōu)點,因此被廣泛應(yīng)用于汽車、船舶、航空、航天、機床和工程機械等領(lǐng)域。螺旋錐齒輪的齒面接觸區(qū)、傳動誤差和齒間載荷分配等是影響其動力傳動的平穩(wěn)性、振動、噪聲、動剛度和動強度等的重要因素。螺旋錐齒輪的接觸特性一直是國內(nèi)外學(xué)者的重要研究方向,但是現(xiàn)有研究在優(yōu)化方法、齒輪模型、位置偏差分析、載荷分析和試驗驗證等方面還存在一些不足。因此本文以空間嚙合理論為基礎(chǔ),從齒面接觸區(qū)和傳動誤差曲線的全局優(yōu)化設(shè)計方法出發(fā),考慮相對位置偏差的影響,進行螺旋錐齒輪傳動系統(tǒng)的加載齒面接觸特性分析,并利用試驗檢測手段進行驗證。本文的主要研究成果如下：(1)提出了新的確定準雙曲面齒輪各節(jié)錐參數(shù)之間幾何關(guān)系的計算公式,基于此計算公式提出新的大輪產(chǎn)形輪和小輪產(chǎn)形輪節(jié)錐參數(shù)的計算方法；(2)提出了以長半軸l1、方向角y和交點縱坐標δ為優(yōu)化目標,以法曲率Afl、法曲率Bf1,和短程撓率Cf1,為控制參數(shù),以復(fù)合形法約束處理的遺傳算法為求解途徑的齒面接觸特性全局優(yōu)化設(shè)計方法；(3)建立了考慮安裝位置偏差的嚙合方程,分析了各個偏差對接觸特性的影響敏感程度,得出小輪軸向位置偏差ΔH和偏置距偏差△V的敏感程度較高；(4)對齒輪副軸線偏差進行數(shù)學(xué)描述和定義,建立了考慮軸線偏差的多齒嚙合方程,得出軸線偏差與安裝位置偏差之間的內(nèi)在聯(lián)系,進行了大輪和小輪軸線偏差角度ψ20和ψ10的優(yōu)化取值分析；(5)建立了精確的大輪和小輪齒根過渡曲面的數(shù)學(xué)模型,建立了適合進行準靜態(tài)加載齒面接觸分析的螺旋錐齒輪傳動系統(tǒng)有限元分析模型,得到齒面接觸應(yīng)力、齒根彎曲應(yīng)力和傳動誤差隨載荷的變化情況；(6)研制了寬域螺旋錐齒輪傳動工作性能試驗系統(tǒng),論述了齒面接觸區(qū)和齒根彎曲應(yīng)力檢測的試驗原理并進行試驗驗證,將試驗結(jié)果與仿真結(jié)果進行比較分析,結(jié)果表明兩者的一致性較好。
[Abstract]:Spiral bevel gears are mechanical components that transfer the movement and power of intersecting or staggered shafts. Spiral bevel gear is widely used in automobile, ship, aviation, aerospace, machine tool and construction machinery because of its advantages of high coincidence, stable transmission, low noise, large load capacity and large transmission ratio. The contact area of spiral bevel gear tooth surface transmission error and load distribution between teeth are important factors affecting the stability vibration noise dynamic stiffness and dynamic strength of the power transmission. The contact characteristics of spiral bevel gears have been an important research direction at home and abroad, but there are still some deficiencies in the existing research on optimization methods, gear model, position deviation analysis, load analysis and test verification. Therefore, based on the theory of space meshing, based on the global optimization design method of tooth surface contact area and transmission error curve, considering the influence of relative position deviation, the contact characteristics of spiral bevel gear transmission system are analyzed. And the test method was used to verify it. The main research results of this paper are as follows: (1) A new formula for determining the geometric relationship between the pitch and cone parameters of hypoid gears is proposed. Based on this formula, a new method for calculating the conical parameters of large wheel and small wheel is proposed. The optimization targets are long half axis l 1, direction angle y and intersection point vertical coordinate 未. Taking normal curvature Afl, normal curvature bf1, and short-range torsion CF1 as control parameters, a meshing equation considering installation position deviation is established using genetic algorithm (GA), which is a global optimization design method for tooth surface contact characteristics, which is solved by complex method. The sensitivity of each deviation to contact characteristics is analyzed, and it is concluded that the sensitivity of axial position deviation 螖 H and offset deviation V of small wheel is higher than that of deviation V) the axis deviation of gear pair is mathematically described and defined. The multi-tooth meshing equation considering axis deviation is established, and the internal relation between axis deviation and installation position deviation is obtained. In this paper, the optimum values of axis deviation angle 蠄 20 and 蠄 10 of large and small wheels are analyzed and the mathematical model of tooth root transition surface of big wheel and small wheel is established. The finite element analysis model of spiral bevel gear transmission system suitable for quasi-static loading tooth surface contact analysis is established, and the tooth surface contact stress is obtained. The working performance test system of wide range spiral bevel gear transmission is developed. The testing principle of tooth surface contact area and tooth root bending stress detection is discussed and verified. The experimental results are compared with the simulation results, and the results show that the two are in good agreement.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH132.41

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本文編號：1971726