【摘要】：齒輪傳動是最重要的機械傳動形式之一,在工業(yè)生產中占據著重要的地位。伴隨我國汽車、航空航天、高鐵等先進裝備制造業(yè)的不斷興起,對具備高效率、高精度、承載能力強、傳動功率大、可靠性高、低噪聲、輕量化等特征的高性能齒輪需求不斷增大。然而,國內現(xiàn)有齒輪低端產品占行業(yè)總產值比重大,高端產品如汽車變速器、高鐵驅動單元、大型能源裝備齒輪傳動裝置等供給不足,仍需要進口,且產品在傳動精度、傳動效率、壽命與可靠性等性能方面與國外先進水平相比差距較大。因此,開展高性能齒輪傳動產品的研發(fā),對于滿足重大裝備高性能使用需求,具有十分重要的理論意義和工程實用價值。齒輪是依靠齒面的相互嚙合進行動力與運動的傳遞,其幾何性質、潤滑狀態(tài)、輪齒表面質量等均是影響齒輪傳動性能的重要因素。點、線與面均是自然界中常見的幾何元素,研究團隊從齒輪幾何學角度出發(fā),利用空間曲線接觸形式及載體的多樣性,以曲線為嚙合幾何元素構建齒輪副,并對曲線嚙合特性進行研究分析,提出了全新的共軛曲線嚙合理論,以求從根本上解決制約當前齒輪傳動性能提升的關鍵問題。目前,相關理論已在平行軸、相交軸及交錯軸齒輪傳動中得到較為廣泛的應用,已逐步形成集理論設計、特性分析和齒面制造相結合的技術基礎。相較于外嚙合齒輪傳動,內嚙合齒輪傳動具有結構緊湊、傳動比范圍更大、承載能力更強、動力學特性更優(yōu)良等優(yōu)點,是一種優(yōu)良的傳動形式。本文在前期研究基礎上,主要開展內嚙合曲線對構齒輪傳動基礎理論研究,完成其基本嚙合原理、齒面成形理論與方法及傳動特性分析,既是對曲線對構齒輪傳動理論的補充完善,也能夠為開發(fā)出更優(yōu)良的內嚙合齒輪傳動形式奠定理論基礎。本文的主要內容有:(1)在外嚙合共軛曲線嚙合基本理論的基礎上,開展內嚙合曲線對構齒輪的基本嚙合原理的數(shù)學描述:建立曲線內嚙合基本坐標系,并完成各坐標之間的矩陣變換關系推導;確定曲線接觸點相對運動條件,完成沿給定的接觸方向曲線公法矢量及相對運動速度的數(shù)學表達式推導,建立嚙合函數(shù)關系;完成曲線的內嚙合共軛曲線方程及嚙合方程推導,并運用實例進行驗證。(2)開展內嚙合曲線對構齒輪的齒面成型基礎理論及一般方法的論述:分別介紹等距包絡法、齒廓螺旋運動法和輪齒基本齒條法三種齒面成型方法的基礎理論,并且分別運用這三種方法建立內嚙合曲線對構齒輪的齒面,完成相應的數(shù)學模型。(3)進行內嚙合曲線對構齒輪傳動的輪齒齒形設計研究:對內嚙合曲線對構齒輪的幾何參數(shù)與齒形參數(shù)選取原則進行討論,并且設計了單點接觸與雙點接觸的內嚙合曲線對構齒輪傳動的齒形方案,給出了相應的齒廓方程,完成了齒輪三維模型的構建。(4)開展內嚙合曲線對構齒輪傳動的輪齒進行有限元強度分析:分別以單點接觸與雙點接觸內嚙合曲線對構齒輪為對象,建立基本嚙合齒輪接觸對,簡化基礎接觸形式,劃分接觸網格,處理載荷及邊界約束條件,完成了相應的接觸應力計算與分析;進一步,通過有限元結果對比,雙點接觸內嚙合曲線對構齒輪相比單點接觸形式具有優(yōu)良的接觸性能,具有較好的應用前景。
【圖文】：

圖 2.1 共軛曲面Fig 2.1 Conjugate surfaces義下，，在此運動過程中沿指定接觸方成一對共軛曲線[63]。更詳細地，對.2 所示，當它們滿足以下條件時：

10圖 2.2 共軛曲線Fig 2.2 Conjugate curves，Γ2均為規(guī)則的光滑曲線；刻 t，曲線 Γ1，Γ2在點 Pt處相切接觸；上的任意一點都在唯一的時刻 t 進入接觸，其接觸運動規(guī)律下，曲線 Γ1，Γ2在一定范圍內互為共軛1與曲線 Γ2是一對具有共軛運動關系的曲線。兩條
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH132.41

【參考文獻】

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本文編號：2608147