橢圓錐齒輪傳動的設(shè)計分析及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文來源于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，主要是探索非圓錐齒輪的傳動原理，通用設(shè)計、分析及加工制造方法，并通過實(shí)驗(yàn)研究來驗(yàn)證所采用方法的正確性及可行性。非圓錐齒輪是一種新穎的、特殊的齒輪形式，可實(shí)現(xiàn)相交軸之間變速比的運(yùn)動和動力傳動。在工程機(jī)械、航空航天、船舶、汽車、變量齒輪泵等場合，具有潛在的應(yīng)用前景。
　　本文提出了一種新的非圓錐齒輪傳動形式——橢圓錐齒輪，該齒輪傳動分為高階、變性及偏心等三類不同的形式，是非圓錐齒輪中最典型的傳動形式。針

2、對橢圓齒輪傳動，開展的主要研究工作如下：
　　依據(jù)齒輪的空間嚙合原理及微分幾何的相關(guān)理論，結(jié)合齒輪范成包絡(luò)原理，建立了一種新的、通用的橢圓錐齒輪參數(shù)化范成設(shè)計方法；確定了該齒輪節(jié)曲線與刀具節(jié)線純滾動的矩陣變換關(guān)系，由圓錐刀具與齒輪共軛嚙合范成包絡(luò)獲得該種齒輪的齒形；研究了橢圓錐齒輪傳動的分類及變性條件，分析了該齒輪傳動高階、變性及偏心等三類不同變性形式的傳動特點(diǎn)，推導(dǎo)了相關(guān)方程，建立了匹配圖表，歸類統(tǒng)一了此三類不同變性形式的傳動，

3、確定了橢圓錐齒輪傳動匹配模式的方法；重點(diǎn)分析了橢圓錐齒輪副的傳動比、節(jié)曲線、節(jié)錐面、齒頂齒根曲線、模數(shù)及齒數(shù)等基本設(shè)計參數(shù)；利用三維軟件的二次開發(fā)接口，開發(fā)出了其參數(shù)化范成包絡(luò)仿真程序，分析了程序設(shè)計所需相關(guān)參數(shù)的選擇方式及原則；從而獲得了橢圓錐齒輪各種典型的傳動匹配的實(shí)體模型。討論了偏心率、主從動輪的階數(shù)、階數(shù)比及初始輸入角速度等各種運(yùn)動學(xué)參數(shù)對其傳動比的變化特性，轉(zhuǎn)角的特性及從動輪角加速度特性的影響變化關(guān)系；揭示了橢圓錐齒輪各種影響

4、參數(shù)下的運(yùn)動學(xué)變化規(guī)律，確定了橢圓錐齒輪設(shè)計的原則。利用有限元模態(tài)分析的基本原理和相關(guān)分析軟件，獲得了橢圓錐齒輪的固有頻率；對比分析了橢圓錐齒輪副的階數(shù)及偏心率對其固有頻率的影響變化規(guī)律。在對橢圓錐齒輪設(shè)計參數(shù)和運(yùn)動特性研究的基礎(chǔ)上，分析了該齒輪五軸精銑加工的原理與坐標(biāo)系變換的方法；對橢圓錐齒輪的五軸數(shù)控加工產(chǎn)品樣件與實(shí)體模型進(jìn)行了對比分析，其結(jié)果表明這種新的五軸數(shù)控加工橢圓錐齒輪的方法是正確可行的。針對高階橢圓錐齒輪傳動進(jìn)行了對滾檢查