面向功能需求的特殊齒廓主動設計方法研究.pdf

1、為了滿足傳遞旋轉運動的需求，齒輪問世;為了滿足傳動平穩(wěn)性的需求，外擺線齒輪應運而生;為了滿足制造精度高的需求，漸開線齒輪被人們所發(fā)明;為了滿足高承載能力的需求，圓弧齒輪在某些重載場合取代了漸開線齒輪……隨著數(shù)控技術的發(fā)展，復雜曲線及曲面的制造成為可能，為了滿足齒輪傳動的某些功能需求，一些新型的、非標準的齒輪也相繼被提出。新型齒輪的設計方法各種各樣，有的是參考已有齒輪的設計方法進行設計，有的是綜合幾種已有齒輪的特點進行設計，有的是設計人員

2、突發(fā)奇想，將某種形狀的曲線作為輪齒齒廓，設計具有一定的盲目性，設計方法仍是采用常規(guī)的分析設計法。近年來，基于預定嚙合性能的齒廓主動設計逐漸被應用在齒廓設計上，但沒有建立一套完整的設計過程模型。為此，本文分析了面向功能需求的齒輪的發(fā)展，探討了特殊齒廓的常規(guī)設計方法和主動設計方法的研究中存在的問題，在此基礎上，利用理論分析、計算機仿真和試驗研究相結合的方法，提出了一種面向功能需求的特殊齒廓主動設計方法，建立了該方法的設計過程模型，探討了該方

3、法的設計特點，并將該方法應用到具體的設計之中。論文主要研究內容如下:
　　(1)在介紹主動設計和功能需求概念的基礎上，介紹了面向功能需求的特殊齒廓主動設計的定義，給出了其設計理念，建立了面向功能需求的特殊齒廓主動設計的過程模型，為齒廓形狀的設計提供一個新視點和更廣闊的研究空間。
　　(2)為了滿足齒輪設計的自由性需求，以嚙合線函數(shù)為設計變量，提出一種基于給定嚙合線的齒廓主動設計方法，建立了基于給定嚙合線的齒廓主動設計的數(shù)學模

4、型，并以數(shù)學中常見的拋物線和橢圓作為齒輪嚙合線，詳細說明了基于給定嚙合線的齒廓主動設計的設計過程。初步研究表明，通過改變拋物線和橢圓的參數(shù)很容易控制齒廓的形狀，從而改善齒輪的嚙合性能。
　　(3)為了滿足軋鋼機等重型機械、天文望遠鏡等精密機械、食品機械等行業(yè)中齒輪的低磨損需求，以滑動系數(shù)為設計變量，提出了基于小滑動系數(shù)的齒廓主動設計方法，建立了基于小滑動系數(shù)的齒廓主動設計的數(shù)學模型，并通過具體實例，系統(tǒng)地闡述了其設計過程，研究結果

5、對改善齒輪的磨損狀況具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
　　(4)為了滿足航空和汽車領域中齒輪的高平穩(wěn)性以及大重合度需求，以壓力角為設計變量，提出了基于壓力角的大重合度齒廓主動設計方法，建立了基于壓力角的大重合度齒廓主動設計的數(shù)學模型，并通過具體實例，驗證了設計方法的正確性。研究結果可為設計和制造出高平穩(wěn)性的特殊齒輪提供理論依據和技術支持。
　　(5)將利用面向功能需求的齒廓主動設計方法設計的特殊齒輪應用于齒輪減速機和齒輪泵中，并在