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非正交面齿轮传动的啮合特性与强度分析的研究

作 者: 陈鸿
导 师: 朱如鹏
学 校: 南京航空航天大学
专 业: 机械设计及理论
关键词: 非正交面齿轮 接触轨迹 接触应力 温升公式 弯曲应力
分类号: TH132.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 71次
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内容摘要


面齿轮传动具有很多独特的优点,尤其是在高速重载的场合。本文主要对非正交面齿轮传动的啮合特性与强度进行分析。在本文中,推导出非正交面齿轮的齿面方程,并且推导出两种刀具所生成的非正交面齿轮齿根过渡曲面方程。根据生成齿面方程,编制MATLAB程序对非正交面齿轮齿廓进行仿真。为了分析安装误差对非正交面齿轮传动接触轨迹的影响,建立考虑轴交角、轴交错、轴向偏移三个安装误差的非正交面齿轮传动坐标系。推导相应的接触轨迹方程,分析不同安装误差对传动中非正交面齿轮接触轨迹的影响。通过得到的接触轨迹,对非正交面齿轮的接触点曲率进行计算,得出接触点处的主方向。由于齿面弹性,接触形式由点接触扩展成椭圆。本论文中求出扩展成的接触椭圆半径。同时对非正交面齿轮传动中齿面的相对速度进行计算,基于H.Block理论,建立了非正交面齿轮传动的齿面瞬时接触温度的计算公式。最后,用CATIA对非正交面齿轮进行建模,主要介绍几种非正交面齿轮的建模方法,利用VB.NET对CATIA进行二次开发,得出非正交面齿轮的齿面,得出非正交面齿轮的模型。然后利用ANSYS对不同参数影响下,对非正交面齿轮齿根弯曲应力进行计算,并分析这些参数对弯曲应力的影响。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章 绪论  11-15
  1.1 论文的选题背景  11-12
  1.2 面齿轮传动研究的现状与发展  12-14
    1.2.1 国外研究现状  12-13
    1.2.2 国内研究现状  13-14
  1.3 本文的研究内容  14-15
第二章 非正交面齿轮齿面的生成  15-25
  2.1 引言  15
  2.2 非正交面齿轮加工中的坐标系与刀具齿面  15-18
    2.2.1 坐标系的建立  15-17
    2.2.2 刀具齿面的方程  17-18
  2.3 非正交面齿轮的齿面方程  18-19
    2.3.1 刀具与非正交面齿轮传动的啮合方程  18-19
    2.3.2 非正交面齿轮齿面方程  19
  2.4 非正交面齿轮齿面的齿根过渡曲面和非正交面齿轮齿廓的仿真  19-25
    2.4.1 不考虑刀具齿顶过渡圆弧生成的非正交面齿轮齿根过渡曲面  19-20
    2.4.2 考虑齿顶过渡圆弧生成的非正交面齿轮齿根过渡曲面  20-22
    2.4.3 非正交面齿轮齿面的仿真  22-25
第三章 非正交面齿轮传动的接触轨迹分析  25-34
  3.1 引言  25
  3.2 点接触非正交面齿轮传动的原理  25-26
  3.3 非正交面齿轮传动的齿面接触轨迹  26-30
    3.3.1 坐标系的建立  26-27
    3.3.2 啮合特性的基本方程  27-28
    3.3.3 非正交面齿轮传动中齿面接触轨迹的仿真  28-30
  3.4 考虑装配误差时的齿面接触轨迹  30-34
    3.4.1 误差的描述及安装误差时的啮合方程  30-32
    3.4.2 不同安装误差对非正交面齿轮传动中齿面上接触轨迹的仿真  32-34
第四章 非正交面齿轮接触应力分析  34-49
  4.1 引言  34
  4.2 非正交面齿轮传动中的几何特性  34-39
    4.2.1 非正交面齿轮的主曲率及主方向  34-36
    4.2.2 非正交面齿轮的主曲率的计算与讨论  36-39
  4.3 弹性接触理论的基本方程  39-49
    4.3.1 接触弹性体的表面几何关系  39-41
    4.3.2 点接触的赫兹理论解  41-43
    4.3.3 非正交面齿轮的接触应力分析  43-49
第五章 非正交面齿轮传动的齿面温升  49-58
  5.1 引言  49
  5.2 非正交面齿轮传动中的齿面相对速度  49-53
    5.2.1 非正交面齿轮传动中齿面相对速度的计算  49-51
    5.2.2 非正交面齿轮传动的齿面相对速度分析  51-53
  5.3 非正交面齿轮传动中的齿面温升  53-58
    5.3.1 非正交面齿轮传动中的齿面温升计算的基本原理  53-55
    5.3.2 非正交面齿轮传动中的齿面温升的分析  55-58
第六章 非正交面齿轮传动的齿根弯曲应力分析  58-70
  6.1 引言  58
  6.2 非正交面齿轮模型的建模  58-64
    6.2.1 非正交面齿轮建模的方法  58-59
    6.2.2 基于CATIA 二次开发的主要流程  59-64
  6.3 非正交面齿轮的齿根弯曲应力有限元分析  64-70
    6.3.1 非正交面齿轮的有限元分析模型  64-65
    6.3.2 主要参数对非正交面齿轮弯曲应力的影响  65-70
第七章 总结与展望  70-71
  7.1 论文的总结  70
  7.2 进一步研究内容的展望  70-71
参考文献  71-74
致谢  74-75
在学期间发表的论文  75

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械零件及传动装置 > 机械传动机构 > 啮合传动 > 齿轮及齿轮传动
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