双圆弧齿轮轮齿弯曲应力分析

论文摘要

双圆弧齿轮传动是近代发展起来的一种新型齿轮传动方式。对双圆弧齿轮的弯曲强度进行分析,在机械传动的数字化设计中起着至关重要的作用。因此,建立比较实用的双圆弧齿轮弯曲应力数学模型,可以方便、快捷地求解双圆弧齿轮任一点的弯曲应力,具有一定的理论意义和工程实用价值。论文首先评述了双圆弧齿轮国内外研发现状及其不足,分析比较了仅在凸齿处加载和在凸、凹齿处同时加载两种不同加载方式时弯曲应力的分布情况,得出结论：采取凸、凹齿同时加载的方式对双圆弧齿轮的弯曲应力进行研究,比仅在凸齿处加载的安全可靠性更高。然后,采取凸、凹齿同时加载的方式,利用Pro/E软件强大的参数化建模功能和Pro/Mechanica模块的有限元分析功能,以及C语言及Excel的计算功能,基于折截面法和任意转角位置的双圆弧齿轮齿廓数学模型,构建了一个新的双圆弧齿轮弯曲应力数学模型。经过对新的弯曲应力数学模型的理论计算值和有限元仿真计算值进行分析比较,结果表明：用这两种方法得到的弯曲应力值非常接近。最后,应用该弯曲应力数学模型,详细分析了在不同刀具参数情况下双圆弧齿轮曲率半径对轮齿弯曲应力的影响规律。应用本文新的双圆弧齿轮弯曲应力数学模型,可以直接得到双圆弧齿轮齿面上任一点的弯曲应力值,方便快捷,简单易行,为双圆弧齿轮的参数化设计提供了新的理论依据,同时对研究新型齿形和促进齿轮传动发展等都具有十分重要的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 插图索引
• 附表索引
• 符号表
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及其意义
• 1.2 双圆弧齿轮的研究与应用概况
• 1.3 课题的提出与主要研究内容
• 1.4 本章小结
• 第2章 双圆弧齿轮的参数化建模与有限元分析
• 2.1 双圆弧齿轮的参数化建模概况
• 2.2 双圆弧齿轮的轮齿应力有限元分析
• 2.2.1 有限元分析的基本步骤
• 2.2.2 不同加载方式时双圆弧齿轮的弯曲应力有限元分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 凸、凹齿同时加载的双圆弧齿轮弯曲应力数学模型
• 3.1 凸、凹齿同时加载的双圆弧齿轮弯曲应力数学模型
• 3.1.1 基于折截面法的双圆弧齿轮弯曲应力数学模型
• 3.1.2 齿形修正参数的确定
• 3.2 新的双圆弧齿轮弯曲应力数学模型误差分析
• 3.2.1 应用有限元法对弯曲应力进行仿真计算
• 3.2.2 应用新数学模型对弯曲应力进行计算
• 3.2.3 误差分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 曲率半径对双圆弧齿轮轮齿弯曲应力的影响分析
• 4.1 双圆弧齿轮齿根曲率半径对齿根弯曲应力的影响
• 4.1.1 不同模数时曲率半径对齿根应力的影响
• 4.1.2 不同螺旋角时曲率半径对齿根应力的影响
• 4.1.3 不同齿数时曲率半径对齿根应力的影响
• 4.1.4 不同齿根圆弧半径系数时曲率半径对齿根应力的影响
• 4.1.5 不同齿根高系数时曲率半径对齿根应力的影响
• 4.2 双圆弧齿轮齿腰曲率半径对齿腰弯曲应力的影响
• 4.2.1 不同模数时曲率半径对齿腰应力的影响
• 4.2.2 不同螺旋角时曲率半径对齿腰应力的影响
• 4.2.3 不同齿数时曲率半径对齿腰应力的影响
• 4.2.4 不同凸齿齿廓圆弧半径系数时曲率半径对齿腰应力的影响
• 4.2.5 不同齿腰过渡曲线圆弧半径系数时曲率半径对齿腰应力的影响
• 4.2.6 不同凸齿齿廓圆心移距量系数时曲率半径对齿腰应力的影响
• 4.2.7 不同凸齿齿廓圆心偏移量系数时曲率半径对齿腰应力的影响
• 4.2.8 不同凸齿工艺角时曲率半径对齿腰应力的影响
• 4.3 本章小结
• 结论与展望
• 1.本文研究结论
• 2.进一步研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读学位期间所发表的学术论文目录）