本課題基于齒輪傳動(dòng)的嚙合原理和彈性接觸理論等基礎(chǔ)知識(shí),結(jié)合面齒輪齒面的載荷分配規(guī)律分析面齒輪的承載情況,研究、建立面齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法,開(kāi)展面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算。以嚙合原理為基礎(chǔ),結(jié)合面齒輪的幾何特征,考慮到曲面接觸材料的相關(guān)性質(zhì),基于赫茲彈性接觸力學(xué)進(jìn)行曲面彈性接觸量的計(jì)算,結(jié)合接觸橢圓相關(guān)性質(zhì)進(jìn)而獲得非共軛點(diǎn)接觸面齒輪接觸應(yīng)力的計(jì)算公式;通過(guò)數(shù)值求解齒面的非線(xiàn)性方程得到面齒輪齒面上的離散點(diǎn)并將其導(dǎo)入三維建模軟件Pro/E中建立面齒輪的幾何模型;利用有限元軟件ANSYS Workbench對(duì)所建立面齒輪嚙合傳動(dòng)的幾何模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)接觸分析而得到面齒輪傳動(dòng)的最大接觸應(yīng)力;然后將由解析法獲得的數(shù)據(jù)與有限元法數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析以判斷解析法公式的正確性。借鑒懸臂梁彎曲應(yīng)力的拋物線(xiàn)法構(gòu)建面齒輪輪齒彎曲應(yīng)力的解析模型,開(kāi)展非共軛點(diǎn)接觸面齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度分析,確定沿面齒輪齒寬由大端到小端方向不同截面上的齒寬比對(duì)面齒輪齒根彎曲應(yīng)力的影響因數(shù);依據(jù)有限元基本理論對(duì)點(diǎn)接觸面齒輪的三齒幾何模型進(jìn)行有限元分析;根據(jù)有限元分析結(jié)果對(duì)面齒輪彎曲應(yīng)力基本公式進(jìn)行修正得到面齒輪齒根彎曲應(yīng)力計(jì)算公式。根據(jù)閃溫法計(jì)算理論和面齒輪嚙合傳動(dòng)的幾何特點(diǎn),推導(dǎo)出面齒輪傳動(dòng)中面齒輪瞬時(shí)溫升計(jì)算公式;研究載荷、轉(zhuǎn)速和齒差分別對(duì)面齒輪傳動(dòng)瞬時(shí)溫升的影響;為確保面齒輪傳動(dòng)的抗膠合強(qiáng)度則考慮了齒輪輪齒在整個(gè)嚙合過(guò)程中的最大瞬時(shí)接觸溫度來(lái)判定安全系數(shù)。采用電阻應(yīng)變測(cè)量法測(cè)量正交面齒輪傳動(dòng)輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度,在測(cè)量時(shí)針對(duì)最大齒根彎曲應(yīng)力出現(xiàn)位置,在齒根處布置幾組測(cè)試點(diǎn),這些測(cè)試點(diǎn)要在保證齒輪正常嚙合的前提下測(cè)出齒輪齒根處所受的最大齒根彎曲應(yīng)力值。依據(jù)試驗(yàn)值對(duì)面齒輪齒根彎曲應(yīng)力解析法公式驗(yàn)證,從而得到接近工程實(shí)際的非共軛點(diǎn)接觸面齒輪齒根彎曲應(yīng)力的計(jì)算公式。
【學(xué)位單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TH132.41
【部分圖文】：

的幾何設(shè)計(jì)原理輪完全一樣的復(fù)制品，即具有輪與面齒輪嚙合的準(zhǔn)確模擬，形避免地會(huì)出現(xiàn)安裝誤差因此這工不是利用與小齒輪完全一樣齒刀具加工而成，因此加工出兩齒面之間的接觸印痕形成點(diǎn)觸痕跡限制在局部的要求，需1 要多 1~3 個(gè)，而插齒刀具的安，小齒輪與插齒刀具兩齒廓的

(c)面齒輪與小齒輪嚙合線(xiàn)圖 2.2 嚙合線(xiàn)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 2.3(a)所示，插齒齒輪的滾比作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)完成了工程實(shí)面齒輪發(fā)生嚙合來(lái)建立面齒輪傳動(dòng)的變換從而獲得面齒輪齒面。建立坐標(biāo)系，如圖 2.3(b)所示，mS 和 Sp分2S 分別為隨刀具和面齒輪一同轉(zhuǎn)動(dòng)的兩線(xiàn)，而 Zm和 Zs同為插齒刀的旋轉(zhuǎn)軸和2 分別為在加工過(guò)程中隨時(shí)間而發(fā)

(c)面齒輪與小齒輪嚙合線(xiàn)圖 2.2 嚙合線(xiàn)2 面齒輪的齒面結(jié)構(gòu)插齒刀加工面齒輪的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 2.3(a)所示，插齒刀沿其自身軸線(xiàn)方向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)根據(jù)與面齒輪的滾比作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)完成了工程實(shí)際中的面齒輪插齒加讓刀具模擬小齒輪與面齒輪發(fā)生嚙合來(lái)建立面齒輪傳動(dòng)的加工坐標(biāo)系，基于插線(xiàn)齒面方程通過(guò)坐標(biāo)變換從而獲得面齒輪齒面。（1）加工坐標(biāo)系的建立建立面齒輪插齒加工坐標(biāo)系，如圖 2.3(b)所示，mS 和 Sp分別為與刀具和面齒輪固定坐標(biāo)系；sS 和2S 分別為隨刀具和面齒輪一同轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)動(dòng)坐標(biāo)系；Zp和加工面齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)，而 Zm和 Zs同為插齒刀的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)。mr 為旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn) Z線(xiàn) Z2的軸交角，s 和2 分別為在加工過(guò)程中隨時(shí)間而發(fā)生變化的插齒刀旋轉(zhuǎn)齒輪旋轉(zhuǎn)角度。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 石照耀;鹿曉寧;陳昌鶴;林家春;;面齒輪單面嚙合測(cè)量?jī)x的研制[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2013年12期

2 郁晗;;齒輪接觸應(yīng)力和溫度場(chǎng)分析[J];機(jī)械工程與自動(dòng)化;2013年05期

3 鄒翔;王三民;袁茹;;面齒輪彎曲應(yīng)力有限元分析及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)[J];機(jī)械傳動(dòng);2013年03期

4 唐進(jìn)元;劉艷平;;Loaded multi-tooth contact analysis and calculation for contact stress of face-gear drive with spur involute pinion[J];Journal of Central South University;2013年02期

5 王延忠;王樹(shù);田志敏;呂慶軍;戈紅霞;張祖智;;面齒輪傳動(dòng)加載接觸分析研究[J];機(jī)械傳動(dòng);2012年10期

6 唐進(jìn)元;劉艷平;;直齒面齒輪加載嚙合有限元仿真分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2012年05期

7 王延忠;龔康;吳燦輝;;航空面齒輪傳動(dòng)接觸應(yīng)力計(jì)算方法研究[J];機(jī)床與液壓;2011年21期

8 李政民卿;朱如鵬;;面齒輪傳動(dòng)的承載接觸分析[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2010年02期

9 方宗德;曹雪梅;沈云波;;弧線(xiàn)齒面齒輪的齒面設(shè)計(jì)與加工[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2010年01期

10 王延忠;吳燦輝;葛旭陽(yáng);張俐;;面齒輪滾刀基本蝸桿的設(shè)計(jì)方法[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2009年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 董輝立;油潤(rùn)滑漸開(kāi)線(xiàn)斜齒輪摩擦動(dòng)力學(xué)特性及疲勞壽命預(yù)估[D];北京理工大學(xué);2014年

2 齊立群;空間齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)接觸動(dòng)力學(xué)及相關(guān)問(wèn)題研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

3 靳廣虎;正交面齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度與動(dòng)力學(xué)特性分析研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 宋青鵬;重載齒輪膠合性能及影響因素研究[D];西南交通大學(xué);2016年

2 劉艷平;直齒—面齒輪加載接觸分析及彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力計(jì)算方法研究[D];中南大學(xué);2012年

3 侯寅;基于赫茲接觸應(yīng)力分布的面齒輪傳動(dòng)彎曲應(yīng)力有限元分析[D];南京航空航天大學(xué);2009年

4 黃麗娟;面齒輪傳動(dòng)的齒面生成和彎曲應(yīng)力分析[D];南京航空航天大學(xué);2007年

5 潘朝飛;正交面齒輪傳動(dòng)應(yīng)力的有限元分析[D];南京航空航天大學(xué);2006年

6 靳廣虎;正交面齒輪傳動(dòng)齒面溫升的計(jì)算機(jī)輔助分析[D];南京航空航天大學(xué);2002年

本文編號(hào)：2814718