纯滚动接触齿轮的测量理论

论文摘要

目前普遍研究应用的各类齿轮在传动过程中,除节点外,互相啮合的两齿廓之间始终存在相对滑动,使得齿面易磨损、胶合或产生塑性变形,降低了传动效率,能耗增加,齿轮寿命缩短,并产生振动和噪音。为了减少齿轮在传动过程中齿面相对滑动带来的负面影响,本课题将研究一种全新的齿轮——纯滚动点接触齿轮。该齿轮在啮合过程中,轮齿仅在节点处接触,互相啮合的两齿廓之间无相对滑动,免除了目前常用齿轮因为齿面相对滑动带来的种种不利影响,可以应用于食品加工、航空航天等众多无法使用润滑剂的特殊领域,前景较好。本论文详细介绍了纯滚动点接触齿轮的优越性以及研究历史,系统分析了齿轮实现纯滚动啮合的必要条件、设计齿廓的基本原则以及实现纯滚动啮合的齿轮类型。以基本齿廓为圆弧作为基础,以仅在节点处啮合作为条件,对该纯滚动点接触齿轮进行设计,并学习、研究了圆弧齿轮啮合原理的研究思路,运用空间坐标变换法推导出了纯滚动点接触齿轮的齿面方程式,同时进一步研究了纯滚动齿轮的啮合特性。本论文还推导出了柱面坐标所表示的纯滚动点接触齿轮齿面方程式。最后运用牛顿迭代法推导出了纯滚动点接触齿轮弦齿高、弦齿厚、弦齿深、公法线长度、齿根圆大小等参数的测量方法,并根据导师曾经研究过的纯滚动齿轮齿数、模数、中心距等部分数据,进行了具体测算,以便得出该齿轮加工数据。本论文的研究为纯滚动点接触齿轮的加工提供了理论基础,为其进一步深入研究提供了借鉴。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 目前常用齿轮及其主要特点
• 1.1.1 渐开线齿轮及其特点
• 1.1.2 摆线齿轮及其特点
• 1.1.3 圆弧齿轮及其特点
• 1.2 纯滚动点接触齿轮的优越性
• 1.3 纯滚动点接触齿轮的研究历史
• 1.4 本课题的研究内容
• 1.4.1 纯滚动点接触齿轮实现方案
• 1.4.2 纯滚动点接触齿轮齿廓曲线组合
• 1.4.3 纯滚动点接触齿轮的测量
• 1.5 本章小结
• 第二章 纯滚动点接触齿轮的基本理论
• 2.1 齿轮实现纯滚动的必要条件
• 2.2 实现纯滚动啮合传动的齿轮类型
• 2.3 空间坐标变换
• 2.4 矢量代数
• 2.5 单位法线矢量表达式求解思路
• 2.6 本章小结
• 第三章 纯滚动点接触齿轮齿面方程式及啮合特性
• 3.1 设计纯滚动点接触齿轮基本齿廓原则
• 3.2 共轭接触条件
• 3.3 完整纯滚动点接触齿轮齿面方程式
• 3.3.1 纯滚动接触齿轮轮齿一侧的齿面方程表达式
• 3.3.2 纯滚动接触齿轮完整的齿面方程表达式
• 3.4 柱面坐标表示纯滚动点接触齿轮齿面方程式
• 3.5 纯滚动点接触齿轮的啮合特性
• 3.6 本章小结
• 第四章 纯滚动点接触齿轮参数的测量
• 4.1 纯滚动点接触齿轮弦齿厚的测量公式
• 4.1.1 弦齿厚的定义
• 4.1.2 弦齿厚计算方法
• 4.2 纯滚动点接触齿轮弦齿高的测量
• 4.2.1 弦齿高的定义
• 4.2.2 弦齿高计算方法
• 4.3 纯滚动点接触齿轮弦齿深的测量公式
• 4.3.1 弦齿深的定义
• 4.3.2 凸齿弦齿深计算方法
• 4.3.3 凹齿弦齿深计算方法
• 4.4 纯滚动点接触齿轮齿根圆测量方法
• 4.5 纯滚动点接触齿轮公法线测量尺寸计算方法
• 4.6 纯滚动齿轮部分加工参数计算
• 4.7 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 详细摘要