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混凝土运输车搅拌筒减速器齿轮修形的研究

作　者: 熊顺
导　师: 马秋成；张跃春
学　校: 湘潭大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: LTCA 齿轮修形齿廓修形齿向修形减速器
分类号: U469.65
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 45次
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内容摘要

在工程机械和风力发电等领域,齿轮传动正朝着低速重载、高速重载的方向发展,对齿轮传动的可靠性和寿命等提出了更高的要求。齿轮修形技术是研发重载、长寿命、高可靠性齿轮传动的重要手段。本文以混凝土运输车搅拌筒减速器为研究对象,通过分析减速器在额定载荷下的系统变形、齿轮啮合传递误差、齿向载荷分布,根据齿轮修形原理提出了一套齿廓和齿向修形的方法,并用试验验证了齿轮修形参数的正确性。主要研究内容如下:(1)介绍了齿轮接触分析理论,包括Hertz弹性接触理论和齿面受载接触分析理论,为减速器齿轮的接触分析提供理论基础。(2)运用MASTA和ANSYS软件建立了减速器传动系统的分析模型,分析了不同行星架和箱体刚度对齿轮啮合错位量的影响,分析结果表明行星架和箱体刚度对齿轮啮合错位量的大小和方向有较大的影响。(3)介绍了齿廓修形原理和齿廓修形参数的确定方法。通过分析不同修形量以及不同载荷情况下齿轮啮合传递误差的变化规律,确定了最佳的齿廓修形参数。接触分析结果表明,齿廓修形可以减小齿轮传递误差,提高齿轮传动的平稳性。(4)介绍了齿向修形原理和齿向修形参数的确定方法。对减速器进行了系统变形分析,获得了齿轮轴的变形为齿向修形参数确定提供了初始条件;通过分析不同修形量下的齿向载荷分布情况,确定了最佳的齿向修形参数。接触分析结果表明,齿向修形可以改善齿面的载荷分布,提高齿轮的接触和弯曲疲劳强度。(5)介绍了减速器的齿面加载疲劳试验,检查了试验后的齿面接触印痕,结果验证了本文确定的齿轮修形参数是合理的;介绍了减速器静力试验的基本原理和试验载荷,比较了二级太阳轮剪切应力的试验值和软件计算值,结果表明软件的计算结果是准确的。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-16
  1.1 课题来源  10
  1.2 国内外研究现状和发展趋势  10-13
    1.2.1 国外研究现状  10-11
    1.2.2 国内研究现状  11-13
  1.3 研究意义及主要研究方法  13-14
    1.3.1 本课题研究的意义  13
    1.3.2 本课题主要研究方法  13-14
  1.4 本文的研究内容  14-16
第2章齿面受载接触分析理论及MASTA 软件  16-24
  2.1 HERTZ 弹性接触理论  16-18
  2.2 齿轮受载接触分析（LTCA）理论  18-21
    2.2.1 齿轮副的面接触模型  18
    2.2.2 受载齿面接触分析理论  18-21
  2.3 齿轮传动系统分析软件MASTA  21-23
    2.3.1 MASTA 软件的建模功能  21-22
    2.3.2 MASTA 软件的LTCA 功能  22
    2.3.3 MASTA 软件的高级系统变形分析功能  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第3章减速器传动系统分析模型的建立  24-33
  3.1 齿轮传动系统模型的建立  24-28
    3.1.1 齿轮、轴、轴承模型建立  24-25
    3.1.2 行星架和壳体模型建立  25-28
  3.2 减速器工况分析  28-29
  3.3 齿轮 LTCA 分析模型建立及齿轮微观修形的实现  29-31
    3.3.1 齿轮LTCA 分析模型的建立  29-30
    3.3.2 齿轮微观修形的实现  30-31
  3.4 箱体和行星架刚度对齿轮啮合错位量的影响  31-32
  3.5 本章小结  32-33
第4章减速器齿轮齿廓修形的研究  33-45
  4.1 齿廓修形原理  33-34
  4.2 齿廓修形方案的确定  34
  4.3 齿轮齿廓修形参数的确定  34-38
    4.3.1 齿廓修形量的确定  35-36
    4.3.2 齿廓修形长度的确定  36-37
    4.3.3 齿廓修形曲线的确定  37-38
  4.4 齿廓修形齿轮接触分析  38-44
    4.4.1 齿轮啮合传递误差  38-39
    4.4.2 齿廓修形量分析  39-40
    4.4.3 齿廓修形曲线分析  40-41
    4.4.4 齿廓修形效果分析  41-44
  4.5 本章小结  44-45
第5章减速器齿轮齿向修形的研究  45-58
  5.1 齿向修形的原理  45-47
  5.2 齿向修形方案的确定  47
  5.3 系统变形分析与齿向修形  47-52
    5.3.1 二级太阳轮轴变形分析  48-49
    5.3.2 二级行星轮轴变形分析  49-51
    5.3.3 齿向修形参数的确定  51-52
  5.4 齿向修形齿轮接触分析  52-57
    5.4.1 太阳轮螺旋角修形量分析  52-53
    5.4.2 行星轮鼓形修形量分析  53
    5.4.3 齿向修形效果分析  53-57
  5.5 本章小结  57-58
第6章试验验证  58-65
  6.1 减速器加载齿面接触疲劳试验  58-60
    6.1.1 试验台的组成  58-59
    6.1.2 齿面接触疲劳试验要求  59
    6.1.3 试验结果与分析  59-60
  6.2 减速器静力试验  60-64
    6.2.1 试验原理  60-61
    6.2.2 试验载荷  61
    6.2.3 试验程序  61-62
    6.2.4 试验结果及数据处理  62-64
  6.3 本章小结  64-65
第7章结论与展望  65-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  71

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