【摘要】：齒輪傳動(dòng)作為一種傳統(tǒng)的傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的形式，在現(xiàn)代工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。齒輪的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)不斷向前發(fā)展。對(duì)數(shù)螺旋錐齒輪作為一種新型螺旋錐齒輪應(yīng)運(yùn)而生，有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)—沿齒向線上各點(diǎn)的螺旋角處處相等，該種新型齒輪傳動(dòng)可以有效地解決由于螺旋角不相等所帶來的諸如傳動(dòng)不平穩(wěn)、動(dòng)力傳遞效率低等問題，為此有必要對(duì)該種新型齒輪在設(shè)計(jì)和嚙合傳動(dòng)特性等方面做深入地研究。 根據(jù)對(duì)數(shù)螺旋錐齒輪的幾何特性，提出了一種新的建模方法，成功地構(gòu)建了對(duì)數(shù)螺旋錐齒輪的嚙合模型；在此基礎(chǔ)上運(yùn)用有限元ANSYS/LS-DYNA軟件對(duì)該齒輪副模型進(jìn)行三維實(shí)體嚙合仿真分析，進(jìn)一步研究新型齒輪副在連續(xù)嚙合過程中的受載接觸性能以及齒面接觸應(yīng)力和齒根應(yīng)力的數(shù)值大小和云圖分布情況；根據(jù)數(shù)值模擬的運(yùn)算結(jié)果，對(duì)該齒輪進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算研究，推導(dǎo)齒面接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力公式。 本文的研究工作主要有以下幾方面： 1、根據(jù)對(duì)數(shù)螺旋錐齒輪的嚙合原理和設(shè)計(jì)理論部分建立的圓錐對(duì)數(shù)螺旋線方程，應(yīng)用三維軟件Pro/E創(chuàng)建對(duì)數(shù)螺旋錐齒輪的三維嚙合模型。提出了一種新的建模方法，包括三個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)：利用夾角為360。/2Z的兩條圓錐對(duì)數(shù)螺旋線來確定齒廓曲線的空間位置，使?jié)u開線得以精確定位；將盤繞在節(jié)錐曲面上的圓錐對(duì)數(shù)螺旋線作為掃引軌跡線，保證齒形的準(zhǔn)確性；掃描混合截面建立在掃引線的法面內(nèi)，使輪齒各點(diǎn)法面內(nèi)的齒形均是標(biāo)準(zhǔn)齒形。 2、在此基礎(chǔ)上運(yùn)用有限元ANSYS/LS-DYNA軟件對(duì)該齒輪副模型進(jìn)行三維實(shí)體嚙合仿真分析，進(jìn)一步研究新型齒輪副在連續(xù)嚙合過程中的受載接觸性能以及齒面接觸應(yīng)力和齒根應(yīng)力的數(shù)值大小、應(yīng)力云圖分布以及變化規(guī)律，聯(lián)系工程實(shí)際進(jìn)行了深入研究，驗(yàn)證了該齒輪模型建立的正確性，從而可以快速地對(duì)設(shè)計(jì)做出評(píng)估和及早對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改，也可為齒輪的強(qiáng)度校核和工程實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。 3、根據(jù)數(shù)值模擬的運(yùn)算結(jié)果，進(jìn)行齒輪強(qiáng)度計(jì)算研究。應(yīng)用MATLAB軟件，根據(jù)曲線擬合理論，編輯程序，，研究應(yīng)力與施加的工況條件及齒輪的基本參量之間的關(guān)系，推導(dǎo)出齒面接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力公式。從數(shù)值模擬的角度出發(fā)，為齒輪強(qiáng)度計(jì)算開辟了新的思路。
【圖文】：

如圖 2.1所示，其極坐標(biāo)方程為：圖2.1 對(duì)數(shù)螺旋線0kr r eθ= （式2.1）式中0r 、k——常數(shù)， k =cotβ0r ——起始極徑θ ——極角r ——極徑其直角坐標(biāo)方程為：00( ) cos( ) sinkkx r ey r eθθθ θθ θ = = （式2.2）對(duì)數(shù)螺旋線的數(shù)學(xué)特性包含以下幾方面：1）同一條對(duì)數(shù)螺

同樣具備這種特性，在圓錐上形成的定傾曲線稱為圓錐對(duì)數(shù)螺旋線[25]，如圖2.2 所示。圖2.2 圓錐對(duì)數(shù)螺旋線對(duì)數(shù)螺旋錐齒輪的齒向線是一條圓錐對(duì)數(shù)螺旋線，如上圖所示，其半錐角為α，以其錐頂 O 原點(diǎn)建立坐標(biāo)系 O-XYZ(Z 軸過圓錐的中心線)，在錐面上任取一點(diǎn)0M 作為螺旋線的起點(diǎn)，其距圓錐中心線 OZ 的距離為0r ，點(diǎn) M [ x( φ ), y (φ ), z(φ )]則為螺旋線上另一點(diǎn)，其相對(duì)0M 轉(zhuǎn)過角度φ ，距上底面中心的距離為1r
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TH132.41

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本文編號(hào)：2529873