正交面齿轮传动弯曲应力分析研究

论文摘要

齿轮传动是机械传动中最基本的传动方式。面齿轮传动是一种圆柱齿轮与圆锥齿轮相啮合的新型齿轮传动,它有许多独特的优点,尤其是在高速重载的场合。本文对面齿轮传动的啮合特性和在集中载荷条件下弯曲应力进行理论分析研究。在面齿轮齿面生成的研究中,根据面齿轮的加工过程和正交面齿轮的啮合特性,推导了面齿轮的齿面方程、加工中的齿面接触线方程、点接触方程和面齿轮过渡曲面方程;对面齿轮传动的齿面接触点进行分析。对面齿轮在点载荷条件下的弯曲应力进行分析。根据材料力学基本原理,利用抛物线法计算面齿轮危险截面位置;运用有限元法对圆柱齿轮和面齿轮的弯曲应力作了分析;分析了力作用点和基本传动参数对弯曲应力的影响;参考现有的弯曲应力计算公式,并基于有限元分析的结果得到两齿轮的弯曲应力的简化计算公式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的研究背景
• 1.2 面齿轮传动的特点与研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 第二章 正交面齿轮的齿面生成及啮合传动
• 2.1 引言
• 2.2 正交面齿轮加工中的坐标系与刀具齿面
• 2.2.1 坐标系的建立
• 2.2.2 刀具齿面方程
• 2.3 正交面齿轮的齿面方程
• 2.3.1 刀具齿面与被加工面齿轮接触处的相对速度
• 2.3.2 正交面齿轮的齿面方程
• 2.4 正交面齿轮不产生根切的条件
• 2.4.1 基本理论
• 2.4.2 面齿轮不发生根切的最小内半径
• 2.4.3 计算结果
• 2.5 正交面齿轮齿顶不变尖的条件
• 2.5.1 面齿轮齿顶不变尖的最大外半径
• 2.5.2 计算结果
• 2.6 面齿轮的齿根过渡曲面方程
• 2.7 面齿轮传动中的啮合轨迹
• 第三章 面齿轮弯曲危险截面的确立和几何建模
• 3.1 计算悬臂梁弯曲应力的抛物线法
• 3.1.1 悬臂梁特征及其应力计算
• max 确定方法'>3.1.2 抛物线法中k_max确定方法
• 3.2 正交面齿轮确定危险截面的计算方法
• 3.2.1 面齿轮的受力分析
• 3.2.2 确定面齿轮各分析截面的齿廓曲线方程
• max 及相应截面边界（ x , y ）的数值确定'>3.2.3 面齿轮各截面的k_max 及相应截面边界（ x , y ）的数值确定
• 3.3 齿轮的建模
• 3.3.1 渐开线圆柱齿轮几何模型的建立
• 3.3.2 圆柱齿轮的建模
• 3.3.3 正交面齿轮的几何建模
• 第四章 正交面齿轮传动弯曲应力有限元分析
• 4.1 有限元分析的基本理论
• 4.1.1 线性有限元基础
• 4.1.2 有限元法分析的基本过程
• 4.2 基于软件ANSYS 的轮齿弯曲应力分析
• 4.2.1 ANSYS 计算主要特点
• 4.2.2 圆柱齿轮的弯曲应力分析
• 4.2.3 正交面齿轮的弯曲应力分析
• 第五章 正交面齿轮传动弯曲应力的简化计算
• 5.1 圆柱齿轮弯曲应力的简化计算公式
• 5.2 正交面齿轮齿轮弯曲应力的简化计算公式
• 5.3 弯曲应力简化计算公式的验证
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文的主要工作和结论
• 6.2 进一步的研究工作
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果