共軛曲線齒輪設(shè)計理論及切齒方法研究.pdf

1、齒輪是制造裝備業(yè)和國防工業(yè)中極其重要的關(guān)鍵基礎(chǔ)件，被認(rèn)為是工業(yè)的象征?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展對齒輪傳動的性能如效率、可靠性、傳動精度、承載能力等提出了越來越高的要求。開展齒輪嚙合原理研究，是提高齒輪傳動性能的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。共軛曲線原理以空間光滑曲線為研究對象，研究了曲線的嚙合特性，為新型齒輪傳動研究提供了理論基礎(chǔ)。共軛曲線齒輪傳動是在共軛曲線原理的基礎(chǔ)上提出的。共軛曲線齒輪的嚙合齒面繼承了共軛曲線的嚙合特性，凹凸點(diǎn)接觸的共軛曲線齒輪傳動具

2、有承載能力大、潤滑效果好及使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。由于共軛曲線齒輪傳動中小齒輪的齒數(shù)可以設(shè)計的很小，如3~6個齒，模數(shù)可以設(shè)計的很大，因此其結(jié)構(gòu)更加緊湊，是一種體積小重量輕的重載傳動形式，在礦山機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械等重載領(lǐng)域及在航空航天、船舶航海等對重量和體積有限制的領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本文研究了共軛曲線齒輪傳動的設(shè)計理論，系統(tǒng)地研究了嚙合性能與齒形特性、切齒方法與測量方法，進(jìn)行了樣機(jī)試制并開展了傳動性能試驗。論文的主要工作可概括如下：

3、　?。?）開展了共軛曲線齒輪傳動的嚙合理論研究：推導(dǎo)了共軛曲線的嚙合方程、嚙合線方程等；提出了等距包絡(luò)法構(gòu)建共軛曲線齒輪嚙合管嚙合齒面的方法，推導(dǎo)了等距線方程、包絡(luò)面方程等；提出了法面齒廓作螺旋運(yùn)動構(gòu)建共軛曲線齒輪嚙合齒面的一般方法，推導(dǎo)了嚙合齒面方程；研究了齒輪齒條法獲得的嚙合齒面與理想嚙合齒面之間的偏差，推導(dǎo)了齒輪齒條法的嚙合方程、嚙合齒面方程，給出了嚙合齒面與理想嚙合齒面偏差的計算方法。
　?。?）開展了共軛曲線齒輪的齒形設(shè)

4、計和精確實(shí)體建模方法研究：提出了共軛曲線齒輪齒形的設(shè)計方法，確定了共軛曲線齒輪基本齒廓的齒形參數(shù)和設(shè)計原則，設(shè)計了三點(diǎn)接觸和兩點(diǎn)接觸共軛曲線齒輪的基本齒廓；根據(jù)共軛曲線齒輪的齒面方程提出了共軛曲線齒輪副精確實(shí)體模型的構(gòu)建方法，建立了五種不同法面齒廓的共軛曲線齒輪副的實(shí)體模型。
　　（3）開展了共軛曲線齒輪傳動的接觸有限元分析：對五種不同法面齒廓的共軛曲線齒輪副進(jìn)行了有限元分析，計算了單點(diǎn)接觸、三點(diǎn)接觸、兩點(diǎn)接觸的共軛曲線齒輪傳動的

5、接觸應(yīng)力、等效應(yīng)力和彎曲應(yīng)力等，研究了齒形參數(shù)對齒輪傳動強(qiáng)度的影響。
　?。?）開展了共軛曲線齒輪的切齒方法和測量研究：提出了共軛曲線齒輪切齒刀具的設(shè)計方法，根據(jù)共軛曲線齒輪基本齒廓和滾刀參數(shù)設(shè)計原則設(shè)計了分別加工凸、凹齒齒廓的滾刀；提出了共軛曲線齒輪滾削加工工藝，進(jìn)行了數(shù)控滾削加工的各項參數(shù)設(shè)定和編程，研究其關(guān)鍵技術(shù)并進(jìn)行滾削加工試驗，完成多套齒輪樣機(jī)試制，開展了共軛曲線齒輪傳動的現(xiàn)場檢測原理和方法研究。
　　（5）開展了