漸開線圓柱齒輪齒廓修形與嚙合規(guī)律研究.pdf

1、漸開線圓柱齒輪是當前應用最廣泛的機械與汽車傳動零件之一，具有承載能力大，傳遞平穩(wěn)，性能穩(wěn)定等優(yōu)點。齒輪技術(shù)包含著多學科多領(lǐng)域的綜合技術(shù)，體現(xiàn)了國家基礎工業(yè)水平高低。隨著科技的發(fā)展，漸開線齒輪在重載、高速傳動領(lǐng)域的應用更加廣泛，這就對齒輪的設計能力和研發(fā)技術(shù)提出了更高的要求。非對稱齒輪的設計能夠保持常規(guī)漸開線齒輪嚙合平穩(wěn)等優(yōu)點，又具有更好的適應性和承載能力。由于制造、裝配誤差以及系統(tǒng)本身彈性變形的存在，齒輪嚙合是非常復雜的過程。因此，合理

2、的齒輪設計、齒輪嚙合規(guī)律分析方法的研究、嚙合特性的分析對于提升齒輪的嚙合性能具有重要意義。因此，本文旨在探索齒輪設計與分析的新方法，針對漸開線非對稱齒輪齒廓設計與修形、嚙合磨損及疲勞預測等展開研究，系統(tǒng)研究考慮系統(tǒng)變形的圓柱齒輪修形技術(shù)。
　　根據(jù)嚙合理論和坐標變換方法，推導出具有雙壓力角雙齒根圓弧的漸開線非對稱齒輪的坐標方程，利用推導的方程對對稱齒輪和非對稱齒輪均適用。建立了齒輪接觸分析模型，獲得了不同壓力角角度和載荷作用下齒輪

3、嚙合周期中齒輪嚙合力、周向位移、接觸應力的規(guī)律，為非對稱齒輪的修形提供理論依據(jù)。
　　針對非對稱齒輪的齒廓修形提出了漸開線傾斜修形的方法，提出了修形比例系數(shù)和修形角度兩種修形參數(shù)，推導出了對應的刀具齒廓方程。分析了不同修形參數(shù)對齒輪嚙合過程中的嚙合剛度及其譜特性、傳遞誤差、接觸應力、彎曲應力和齒間載荷分配系數(shù)的影響，獲得了修形后齒輪的嚙合規(guī)律。
　　基于磨損理論建立了齒輪接觸分析模型，分析了齒輪接觸壓力分布以及其沿不同路徑的

4、變化規(guī)律，驗證了齒輪表面接觸壓力分布的離散性。分析了壓力角、修形參數(shù)對齒輪接觸壓力變化規(guī)律的影響。建立了齒輪磨損仿真模型，預估修形前后齒輪磨損高度，為齒輪磨損量的預測提供了方法。開展齒輪材料的疲勞試驗研究，預估齒輪修形前后的疲勞壽命。
　　考慮到系統(tǒng)變形對齒輪嚙合產(chǎn)生影響，分析了齒輪布置形式和零部件剛度對齒輪系統(tǒng)變形的影響，研究了系統(tǒng)變形對齒輪錯位的影響。建立了考慮系統(tǒng)變形的某商用變速器模型，獲得了在不同路徑和載荷下齒輪的嚙合錯位