NGW行星传动系统参数化建模与齿轮修形研究

论文摘要

本文从齿轮的啮合理论出发,经过推导得到了变位渐开线斜齿轮的精确齿廓曲线,对斜齿轮的生成方式进行了分析,提出了检验生成的斜齿轮精度的模型,并对斜齿轮生成方式的精度进行了检验。得出的变位斜齿轮模型真正的做到了参数化,可以对任意的合理输入生成模型。所提出的检验方法可以对目前在PRO/E中的斜齿轮造型方式进行检验,并可以给出齿轮模型的误差。以VB为平台开发,以NGW型行星齿轮传动系统设计理论为基础,完成了NGW行星传动系统的参数化设计。以Pro/E为支撑平台,以Automation Gateway为桥梁完成了VB与Pro/E之间的二次开发,将各零部件按照其装配关系集成为NGW行星传动系统,并利用VB与EXCEL的连接生成齿轮几何参数表。所生成的系统能够精确的描述NGW行星变速器,并可以方便的与设计系统相连接。通过对齿轮修形方式的比较与分析,给出了各种修形方式在PRO/E中的实现方法,并给出其修形后齿形的示意图。以NGW行星传动系统中的太阳轮为研究对象,按照现有的齿轮修形公式,变形后得到了考虑轴安装平行度误差的修形量计算公式。并根据齿面接触应力随修形量的变化趋势,通过ANSYS中的Workbench模块对计算模型进行接触应力分析,验证了该修形量计算公式的合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 NGW行星传动系统
• 1.1.2 参数化建模技术
• 1.1.3 斜齿轮的精确建模
• 1.1.4 斜齿轮的修形
• 1.2 本文的研究意义与研究内容
• 1.2.1 课题意义
• 1.2.2 研究内容
• 第2章 基于PRO/E的斜齿轮的精确建模
• 2.1 斜齿轮的数学模型
• 2.1.1 螺旋渐开面
• 2.1.2 斜齿轮的几何关系
• 2.2 斜齿轮的端面齿形
• 2.2.1 渐开线在加工坐标系下的方程
• 2.2.2 齿根过渡曲线方程
• 2.2.3 斜齿轮端面齿廓方程
• 2.3 斜齿轮的螺旋线方程
• 2.4 基于PRO/E的斜齿轮建模
• 2.4.1 斜齿轮的基本参数
• 2.4.2 斜齿轮基本关系与参数的设定
• 2.4.3 斜齿轮模型的建立
• 2.4.4 斜齿轮模型的参数化
• 2.5 斜齿轮建模精度的检验
• 2.5.1 变剖面扫描生成轮齿的检验
• 2.5.2 扫描混合法生成轮齿的检验
• 2.6 本章小结
• 第3章 NGW行星传动系统的参数化设计
• 3.1 NGW行星传动系统
• 3.2 行星传动系统模型的建立
• 3.2.1 太阳轮模型的建立
• 3.2.2 行星轮模型的建立
• 3.2.3 内齿圈模型的建立
• 3.2.4 行星架模型的建立
• 3.2.5 行星传动系统的装配
• 3.3 基于VB的NGW行星传动系统模型二次开发
• 3.3.1 二次开发与AGW简介
• 3.3.2 Automation Gateway的测试与使用
• 3.3.3 NGW系统的二次开发
• 3.4 基于VB的NGW行星传动参数化建模系统
• 3.4.1 NGW行星传动系统的参数计算
• 3.4.2 基于VB的NGW行星传动系统参数化建模
• 3.4.3 NGW行星传动系统二次开发实例
• 3.5 小结
• 第4章 太阳轮修形分析
• 4.1 齿轮修形的基本理论
• 4.1.1 齿廓修形
• 4.1.2 齿向修形
• 4.1.3 鼓形修形参数的计算
• 4.2 齿轮接触应力的计算
• 4.2.1 基于Hertz公式的经典解析解
• 4.2.2 基于ANSYS有限元分析的数值解
• 4.3 太阳轮的鼓形修形
• 4.3.1 鼓形修形的计算
• 4.3.2 基于PRO/E鼓形齿模型的生成
• 4.3.3 其他修形方式的PRO/E实现
• 4.4 鼓形修形的有限元计算
• 4.4.1 有限元法计算接触应力的验证
• 4.4.2 理想情况下两齿轮的接触应力
• 4.4.3 考虑装配误差时的接触应力
• 4.4.4 修形后的接触应力
• 4.4.5 修形量的合理性验证
• 4.5 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢