本文選題：齒輪　切入點：非圓錐齒輪　出處：《重慶大學(xué)》2011年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：本文來源于國家自然科學(xué)基金項目,主要是探索非圓錐齒輪的傳動原理,通用設(shè)計、分析及加工制造方法,并通過實驗研究來驗證所采用方法的正確性及可行性。非圓錐齒輪是一種新穎的、特殊的齒輪形式,可實現(xiàn)相交軸之間變速比的運動和動力傳動。在工程機械、航空航天、船舶、汽車、變量齒輪泵等場合,具有潛在的應(yīng)用前景。 本文提出了一種新的非圓錐齒輪傳動形式——橢圓錐齒輪,該齒輪傳動分為高階、變性及偏心等三類不同的形式,是非圓錐齒輪中最典型的傳動形式。針對橢圓齒輪傳動,開展的主要研究工作如下: 依據(jù)齒輪的空間嚙合原理及微分幾何的相關(guān)理論,結(jié)合齒輪范成包絡(luò)原理,建立了一種新的、通用的橢圓錐齒輪參數(shù)化范成設(shè)計方法;確定了該齒輪節(jié)曲線與刀具節(jié)線純滾動的矩陣變換關(guān)系,由圓錐刀具與齒輪共軛嚙合范成包絡(luò)獲得該種齒輪的齒形;研究了橢圓錐齒輪傳動的分類及變性條件,分析了該齒輪傳動高階、變性及偏心等三類不同變性形式的傳動特點,推導(dǎo)了相關(guān)方程,建立了匹配圖表,歸類統(tǒng)一了此三類不同變性形式的傳動,確定了橢圓錐齒輪傳動匹配模式的方法;重點分析了橢圓錐齒輪副的傳動比、節(jié)曲線、節(jié)錐面、齒頂齒根曲線、模數(shù)及齒數(shù)等基本設(shè)計參數(shù);利用三維軟件的二次開發(fā)接口,開發(fā)出了其參數(shù)化范成包絡(luò)仿真程序,分析了程序設(shè)計所需相關(guān)參數(shù)的選擇方式及原則;從而獲得了橢圓錐齒輪各種典型的傳動匹配的實體模型。討論了偏心率、主從動輪的階數(shù)、階數(shù)比及初始輸入角速度等各種運動學(xué)參數(shù)對其傳動比的變化特性,轉(zhuǎn)角的特性及從動輪角加速度特性的影響變化關(guān)系;揭示了橢圓錐齒輪各種影響參數(shù)下的運動學(xué)變化規(guī)律,確定了橢圓錐齒輪設(shè)計的原則。利用有限元模態(tài)分析的基本原理和相關(guān)分析軟件,獲得了橢圓錐齒輪的固有頻率;對比分析了橢圓錐齒輪副的階數(shù)及偏心率對其固有頻率的影響變化規(guī)律。在對橢圓錐齒輪設(shè)計參數(shù)和運動特性研究的基礎(chǔ)上,分析了該齒輪五軸精銑加工的原理與坐標(biāo)系變換的方法;對橢圓錐齒輪的五軸數(shù)控加工產(chǎn)品樣件與實體模型進行了對比分析,其結(jié)果表明這種新的五軸數(shù)控加工橢圓錐齒輪的方法是正確可行的。針對高階橢圓錐齒輪傳動進行了對滾檢查,搭建了相應(yīng)的試驗臺,對該錐齒輪傳動進行了實驗研究,分析了電動機轉(zhuǎn)速及載荷對傳動比的影響規(guī)律;通過對比傳動比的實驗結(jié)果與理論計算結(jié)果,可見其變化規(guī)律基本一致,驗證了該種新型錐齒輪傳動形式的范成設(shè)計方法、范成包絡(luò)軟件和五軸數(shù)控制造方法是正確可行的。本文研究為非圓錐齒輪相關(guān)的設(shè)計、制造、分析及實驗等提供了基本的理論及實驗依據(jù),有利于非圓錐齒輪的推廣和應(yīng)用。
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【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】：2011
【分類號】：TH132.41

【參考文獻】

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