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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
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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。
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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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