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活齿端面谐波齿轮啮合副的比压及接触强度的研究

2020-11-22阅读(630)

活齿端面谐波齿轮啮合副的比压及接触强度的研究

论文摘要

活齿端面谐波齿轮传动装置综合了现有的谐波齿轮传动和活齿传动的优点,特别适用于需要大传动比、大功率减速器的矿山、机械、冶金、建材等多种行业,具有很好的应用前景。文献检索的结果表明,对于这种新型的传动装置,目前国内外还没有进行过研究,也没有看到类似的机构和相关的报道。 本文在简要叙述径向谐波齿轮传动和活齿传动的结构组成、传动性能和优缺点的基础上,介绍了活齿端面谐波齿轮传动的结构型式、传动原理以及啮合状态的几何模型,从理论上研究了活齿前端与端面齿轮、活齿后端与波发生器端面凸轮这两对啮合副的强度问题,并得出了如下结论: (1) 利用活齿端面谐波齿轮啮合状态的几何模型,研究了活齿前端与端面齿轮啮合副的啮合总面积。针对单齿传动和多齿传动机构,分析了各种活齿的理论总齿数与波发生器波数之间的关系,并推导出了相应的啮合总面积的计算公式,确定了啮合总面积呈周期性变化的规律。 (2) 分析了活齿后端与波发生器端面凸轮啮合副在单齿传动和多齿传动机构中的啮合总面积,得出了相应的计算公式及其变化规律。 (3) 研究了在单齿传动和多齿传动机构中活齿的受力状态,推导出了活齿前后端啮合副间所受法向力的计算公式。 (4) 结合啮合副啮合总面积的变化规律,推导出了活齿前后端啮合副间的理论比压计算公式,并给出了与圆柱齿轮进行对比的算例。 (5) 研究了对理论齿面进行修形后的啮合副处于线接触区域的接触应力,利用赫兹公式,推导出了活齿前后端啮合副在危险状态下接触应力的计算公式。 关于进一步研究活齿端面谐波齿轮啮合副强度的课题,文中进行了简要的分析和展望,并初步探讨了其中部分课题的研究思路。对活齿端面谐波齿轮啮合副强度的理论研究,为建立完整的活齿端面谐波齿轮强度理论和规范奠定了基础;所取得的各项成果,可以作为活齿端面谐波齿轮减速器强度设计的理论依据。

论文目录

  • 1 绪论
  • 1.1 谐波齿轮传动概述
  • 1.1.1 谐彼齿轮传动技术的发展概况
  • 1.1.2 传统谐波齿轮传动机构的结构和工作原理
  • 1.1.3 传统谐波齿轮的柔轮的应力分析过程
  • 1.1.4 传统谐波齿轮传动机构的缺陷
  • 1.2 活齿传动概述
  • 1.2.1 国内外的发展概况及发展趋势
  • 1.2.2 活齿传动的结构及工作原理
  • 1.2.3 直线推杆式活齿传动的接触强度计算
  • 1.2.4 活齿传动的特点
  • 1.3 活齿端面谐波齿轮传动概述
  • 1.4 本文研究的内容
  • 2 活齿端面谐波齿轮啮合状态的几何模型
  • 2.1 活齿端面谐波齿轮传动装置的基本结构
  • 2.2 活齿端面谐波齿轮传动装置的工作原理
  • 2.3 活齿端面谐波齿轮啮合副的啮合过程
  • 2.4 活齿端面谐波齿轮啮合状态的几何模型
  • 3 活齿前、后端啮合副的啮合总面积
  • E'>3.1 活齿前端单个啮合副的最大啮合面积SE
  • 3.1.1 曲面积分计算法
  • 3.1.2 展开面计算法
  • 3.1.3 对比计算
  • 3.2 活齿前端与端面齿轮工作啮合副啮合总面积的变化规律
  • 3.3 单齿传动时的啮合总面积
  • O/U为偶数时的啮合总面积'>3.3.1 当ZO/U为偶数时的啮合总面积
  • O/U为奇数时的啮合总面积'>3.3.2 当ZO/U为奇数时的啮合总面积
  • O/U的余数为1时的啮合总面积'>3.3.3 当ZO/U的余数为1时的啮合总面积
  • O/U的余数为2时的啮合总面积'>3.3.4 当ZO/U的余数为2时的啮合总面积
  • 3.4 多齿传动时的啮合总面积
  • 3.4.1 N/U为偶数的情况
  • 3.4.2 N/U为奇数的情况
  • 3.4.3 N/U余数为1的情况
  • 3.4.4 N/U余数为2的情况
  • 3.5 活齿后端与波发生器工作啮合副啮合总面积的变化规律
  • 3.5.1 单齿传动形式下的活齿后端的啮合总面积变化规律
  • 3.5.2 多齿传动时后端总啮合面积的变化规律
  • 4 活齿端面谐波齿轮啮合副间的理论比压分析
  • 4.1 单齿传动时的受力分析
  • 4.1.1 活齿前端与端面齿轮啮合副间的法向力
  • 4.1.2 活齿后端与波发生器端面凸轮啮合副间的法向力
  • 4.2 多齿传动时的受力分析
  • 4.3 活齿前端与端面齿轮啮合副间的比压分析
  • 4.3.1 单齿传动的活齿前端与端面齿轮啮合副间理论比压分析
  • 4.3.2 多齿传动的活齿前端与端面齿轮啮合副间理论比压分析
  • 4.4 活齿后端与波发生器端面凸轮啮合副间的比压分析
  • 4.4.1 单齿传动的活齿后端与波发生器端面凸轮啮合副间理论比压分析
  • 4.4.2 多齿传动的理论比压分析
  • 4.5 与传统圆柱齿轮比较的算例
  • 5 活齿端面谐波齿轮啮合副修形后的接触应力
  • 5.1 修形后的曲率半径
  • 5.1.1 活齿前端与端面齿轮啮合副修形后的综合曲率半径
  • 5.1.2 活齿后端与波发生器端面凸轮啮合副修形后的综合曲率半径
  • 5.2 修形后危险点处的受力分析
  • 5.2.1 活齿前端与端面齿轮齿顶啮合时所受的法向力的讨论
  • 5.3 活齿后端与波发生器凸轮齿顶啮合时所受的法向力
  • 5.4 赫兹公式的计算表达式
  • 6 结论与研究展望
  • 6.1 结论
  • 6.2 研究展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录1 攻读硕士学位期间发表的学术论文

    • 相关论文文献

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