学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

渐开线圆柱齿轮修形及其对传动性能影响的研究

作　者: 吕少炯
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: 齿轮传动齿高修形齿向修形 Runge-Kutta 非线性动力学
分类号: TH132.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 391次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着现代工业技术的发展,对齿轮传动性能的要求越来越高,在高速重载的条件下,既要保证齿轮传动的稳定性和可靠性,又要尽可能地控制其振动和噪声。由于航空齿轮通常采用薄壁结构设计,所以当一对齿轮进行啮合时,更易产生啮合刚度的变化和轮齿的变形等问题,甚至失效。为了使航空齿轮传动中啮合刚度变化比较缓和,减小由加工所产生的基节误差和传动时受载变形所引起的啮入和啮出冲击,必须对航空齿轮传动中的齿轮进行修形,包括齿高修形、齿向修形等。齿轮修形不仅可以有效地降低齿轮系统的振动和噪声,又能极大地提高齿轮传动系统的承载能力。本文给出了国内外的现行主要齿轮修形方法,包括ISO法、H.Sigg法、Rolls-Royce法、鼓形齿修形法、螺旋线修形法等。根据这些方法和齿轮修形原理,用MATLAB的GUI模块编写了较为通用的齿轮修形计算软件。对某一齿轮传动系统进行了修形参数的计算,效果良好。针对CL-100型齿轮试验机,由齿轮修形计算软件得到相应的修形参数,设计并加工实验用齿轮,分别测定标准齿轮试件和修形试件在不同载荷、不同转速下运行时的噪声,比较并分析齿轮修形效果。本文用ANSYS的APDL语言建立了齿轮副接触模型,求得理想渐开线圆柱齿轮的齿高修形量,然后建立齿高修形后的齿轮副接触模型,分析齿轮齿高修形前后接触应力的变化。齿轮齿高修形可以有效减小齿轮轮齿变形引起的误差及轮齿本身的齿形误差,控制齿轮传动系统的误差激励。本文对齿轮传动系统作了动力学分析,用四阶Runge-Kutta数值积分方法求解非线性动力学微分方程,分析齿轮在考虑齿高修形和未考虑齿高修形时的动力学特性,并比较修形量对齿轮动力学特性的影响。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-15
第一章绪论  15-21
  1.1 论文选题背景  15-16
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  16-19
    1.2.1 渐开线齿轮修形的研究概况  16-17
    1.2.2 齿轮啮合刚度的研究概况  17-18
    1.2.3 齿轮系统非线性动力学的研究概况  18-19
  1.3 本文的主要研究内容  19-21
第二章渐开线圆柱齿轮常用修形方法的研究  21-51
  2.1 引言  21
  2.2 齿高修形原理  21-22
  2.3 齿高修形方法  22-27
    2.3.1 齿高修形的最大修形量  23-25
    2.3.2 修形量在两齿轮上的分配  25
    2.3.3 齿高修形的修形长度  25
    2.3.4 齿高修形的修形曲线  25-26
    2.3.5 齿高修形的公差  26-27
  2.4 齿向修形原理  27-28
  2.5 齿向修形方法  28-40
    2.5.1 齿向修形的啮合歪斜度  28-38
    2.5.2 齿向修形的修形曲线  38-40
  2.6 齿轮修形计算软件开发  40-42
  2.7 齿轮修形计算软件计算实例  42-47
    2.7.1 齿高修形计算  42-45
    2.7.2 齿向修形计算  45-47
  2.8 齿轮修形实验  47-51
    2.8.1 实验设备与测试仪器  47-48
    2.8.2 齿轮试件  48-49
    2.8.3 实验测试结果  49-51
第三章齿高修形齿轮传动啮入和啮出的有限元分析  51-65
  3.1 引言  51
  3.2 齿轮接触的有限元分析模型  51-55
    3.2.1 齿轮渐开线建模  51-52
    3.2.2 齿轮齿根过渡曲线建模  52-53
    3.2.3 齿轮模型的建立  53
    3.2.4 齿轮接触模型的建立  53-55
  3.3 齿轮接触模型的设置与求解  55-57
    3.3.1 模型的网格划分  55
    3.3.2 接触对常数设置  55-56
    3.3.3 施加边界约束与载荷  56-57
  3.4 齿轮副ANSYS 分析结果  57-65
    3.4.1 齿轮最大修形量计算  57-60
    3.4.2 修形渐开线齿廓的建立  60-61
    3.4.3 修形效果分析  61-65
第四章齿轮修形动力学分析  65-80
  4.1 引言  65
  4.2 齿轮啮合刚度  65-70
    4.2.1 齿轮综合啮合刚度计算  66-69
    4.2.2 齿轮综合啮合刚度数值处理  69-70
  4.3 齿轮综合啮合误差  70-72
    4.3.1 齿轮综合啮合误差定义  70-71
    4.3.2 齿轮综合啮合误差数值处理  71-72
    4.3.3 齿轮齿高修形量数值处理  72
  4.4 齿轮静传递误差  72-74
  4.5 齿轮传动系统非线性动力学模型及分析  74-76
    4.5.1 非线性动力学模型及方程  74-75
    4.5.2 非线性动力学方程中主要参数的计算  75
    4.5.3 非线性动力学方程的无量纲化  75-76
  4.6 动力学方程的求解与修形对动力学性能影响的分析  76-80
    4.6.1 非线性动力学方程求解  76-77
    4.6.2 修形对动力学性能影响的分析  77-80
第五章总结与展望  80-82
  5.1 研究内容总结  80-81
  5.2 研究展望  81-82
参考文献  82-85
致谢  85-86
在学期间发表的论文  86

渐开线圆柱齿轮修形及其对传动性能影响的研究

内容摘要

全文目录

相似论文