准端面双圆弧齿轮机械误差的动力学分析

发布时间：2017-04-21 08:09

  本文关键词：准端面双圆弧齿轮机械误差的动力学分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：齿轮是一种有齿的能够互相啮合的机械零件,其在生产实际中的应用已经有很久的历史。为了延长传动齿轮的寿命并避免其尺寸过大,1907年英国学者Humphris提出了圆弧齿形的构思,从此揭开了圆弧齿轮研究与应用的帷幕。圆弧齿轮作为一种具有高承载力的动力齿轮,因其所具有的齿形特点,使得圆弧齿轮具有较高的弯曲强度与接触强度。由于法面双圆弧齿轮的法截面齿廓是圆弧齿形,因而存在着误差对齿轮实际接触位置的影响较大与齿根弯曲强度不够两点不足。准端面双圆弧齿轮正是在这样的背景下提出的。 本课题是在对准端面双圆弧齿轮啮合特性及敏度分析研究的前提下,利用Pro/ENGINEER构建准端面双圆弧齿轮的参数化空间模型。利用ADAMS动力学软件研究机械误差对准端面双圆弧齿轮的啮合特性的影响。机械误差的存在影响着双圆弧齿轮齿面间的啮合接触情况。研究双圆弧齿轮传动的机械误差对其传动误差的影响情况,对进一步改善双圆弧齿轮齿面间的接触情况以及提高双圆弧齿轮传动的动态性能有着深远意义。 基于圆弧齿轮的共轭齿面的形成原理以及双圆弧齿轮的基准齿形,推导出双圆弧齿轮端面齿廓曲线的通用方程。通过β与βO的关系变化可以分别得到法面、端面、准端面双圆弧齿轮的通用端面齿廓曲线的方程。 通过准端面双圆弧齿轮的通用端面齿廓表达式,利用Pro/ENGINEER软件建立了准端面双圆弧齿轮的参数化模型,在不断调整参数值的基础上对模型进行参数化装配,可以得到不同机械误差下准端面双圆弧齿轮的啮合模型。 基于机械误差及传动误差的理论原理,推导出了传动误差在存在螺旋角误差与轴线平行度误差时的方程。准端面双圆弧齿轮在保证足够强度的条件下,适当增大齿轮螺旋角有利于传动过程的平稳性,同时降低了啮合振动和噪音；轴线平行度误差中的相错角误差△ΥX对齿轮传动产生的影响较相交角误差△ΥX产生的影响大。本文在ADAMS中对存在螺旋角误差的双圆弧齿轮动力学模型进行了运动仿真,得到了存在螺旋角误差时从动齿轮的角速度变化情况。说明了机械误差对齿轮间的不均匀角度运动有着重要影响,是齿轮产生振动和噪声的主要原因。
【关键词】：准端面双圆弧齿轮 参数化 机械误差 螺旋角误差 传动误差
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.416
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-18
• 引言10-11
• 1.1 圆弧齿轮的概述11-13
• 1.2 国内外圆弧齿轮的研究状况综述13-16
• 1.2.1 国外动态13-15
• 1.2.2 国内动态15-16
• 1.3 本课题研究的主要内容及设计方法16-17
• 1.4 本章小结17-18
• 第二章 圆弧齿轮啮合原理与基准齿形18-36
• 引言18
• 2.1 圆弧齿轮共轭齿面形成原理18-22
• 2.1.1 圆弧齿轮的包络理论18-20
• 2.1.2 圆弧齿轮共轭齿面的成形过程20-22
• 2.2 圆弧齿轮基准齿形22-27
• 2.2.1 圆弧齿轮基准齿形简介22-23
• 2.2.2 圆弧齿轮主要齿形参数的选择原则23-25
• 2.2.3 GB12579-1991型齿轮基本齿形参数25-27
• 2.3 基本齿条的齿面坐标方程27-29
• 2.4 准端面双圆弧齿轮的齿面坐标方程29-32
• 2.4.1 坐标系的变换29-30
• 2.4.2 准端面双圆弧齿轮通用的齿面坐标方程的推导30-32
• 2.5 准端面双圆弧齿轮端面齿廓的曲线坐标方程32-33
• 2.6 本章小结33-36
• 第三章 准端面双圆弧齿轮的参数化建模36-48
• 引言36
• 3.1 Pro/ENGINEER软件介绍36-39
• 3.1.1 Pro/ENGINEER软件36-37
• 3.1.2 Pro/ENGINEER的功能特性37-38
• 3.1.3 Pro/ENGINEER软件参数化的优点38-39
• 3.2 准端面双圆弧齿轮的参数化建模39-47
• 3.2.1 准端面双圆弧齿轮参数化建模的方法39
• 3.2.2 齿轮齿廓的创建精确39-45
• 3.2.3 齿轮轮体的造型45
• 3.2.4 齿轮齿面结构的形成45-46
• 3.2.5 其它齿轮特征以及孔特征的创建46-47
• 3.2.6 参数化模型再生47
• 3.3 本章小结47-48
• 第四章 机械误差对准端面双圆弧齿轮传动的影响分析48-60
• 引言48
• 4.1 机械误差及其理论表达式48-49
• 4.1.1 机械误差的引入48-49
• 4.1.2 传动误差的理论表达式49
• 4.2 螺旋角误差分析49-54
• 4.2.1 齿轮传动误差的计算49-52
• 4.2.2 齿轮传动误差的分析52-53
• 4.2.3 螺旋角误差对传动误差的影响研究53-54
• 4.3 轴线平行度误差分析54-59
• 4.3.1 相错角误差△r_x对传动误差的影响55-56
• 4.3.2 相交角误差△r_y对传动误差的影响56-57
• 4.3.3 轴线的平行度误差对传动误差影响的研究57-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 机械误差对圆弧齿轮传动的仿真分析60-74
• 引言60
• 5.1 ADAMS软件概述60-61
• 5.1.1 ADAMS软件60-61
• 5.1.2 ADAMS软件的主要模块61
• 5.2 Pro/E和ADAMS的数据交换61-64
• 5.2.1 MECHANISM/Pro模块简介62-63
• 5.2.2 MECHANISM/Pro的设计流程63-64
• 5.3 ADAMS中的接触碰撞力64-65
• 5.3.1 ADAMS中碰撞力的引入64
• 5.3.2 ADAMS中IMPACT函数参数的确定64-65
• 5.4 双圆弧齿轮动力学模型的创建与仿真65-72
• 5.4.1 Pro/ENGINEER中构建圆弧齿轮的装配体65-67
• 5.4.2 圆弧齿轮的动力学模型的建立67-69
• 5.4.3 圆弧齿轮的运动仿真与结果69-72
• 5.5 本章小结72-74
• 第六章 结论与展望74-76
• 6.1 本文所进行的工作及结论74
• 6.2 本文需要进一步研究的问题74-76
• 参考文献76-80
• 致谢80-82
• 攻读硕士期间发表的学术论文82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：319901