漸開線圓柱小齒輪的修形設(shè)計(jì)及動(dòng)力學(xué)仿真分析.pdf

1、漸開線圓柱齒輪由于其傳動(dòng)比恒定不變、傳動(dòng)平穩(wěn)而被廣泛應(yīng)用在機(jī)械傳動(dòng)中，然而在齒輪副嚙合時(shí)，因受載變形、熱變形和制造安裝誤差等因素影響，不可避免地會(huì)出現(xiàn)載荷突變、速度波動(dòng)、嚙入、嚙出沖擊。大量的理論和實(shí)踐已表明：對(duì)漸開線直齒輪的齒廓修形能明顯地減小齒輪在嚙合過程中發(fā)生齒面膠合和沖擊現(xiàn)象，減小振動(dòng)和降低噪音，更好地適應(yīng)齒輪傳動(dòng)技術(shù)向高承載、高速度、低噪音的方向發(fā)展的潮流。然而在以往對(duì)漸開線齒輪進(jìn)行修形過程中，大多數(shù)學(xué)者采用的是“修頂挖根”的

2、修形技術(shù)，即只對(duì)漸開線的一部分做出修整，修形時(shí)同時(shí)要確定出修形的起點(diǎn)、終點(diǎn)、修形量以及修形曲線等，可以看出，需要控制的因素比較多，這樣就給實(shí)際加工帶來麻煩，難于達(dá)到精度要求。且修形齒輪嚙合時(shí)容易在修形的起點(diǎn)、終點(diǎn)位置處產(chǎn)生新的沖擊。
　　 本文針對(duì)齒輪傳統(tǒng)修形在加工方面存在的不足，在研究大量曲線的特性后發(fā)現(xiàn)，圓弧蛻變曲線與齒輪的漸開線有一定的相似性，更重要的是圓弧蛻變曲線具有易加工的特點(diǎn)，而且國(guó)內(nèi)外還沒有人嘗試用此種曲線對(duì)齒輪進(jìn)

3、行修形設(shè)計(jì)。鑒于此，本文嘗試用圓弧蛻變曲線逼近漸開線來對(duì)齒輪進(jìn)行磨削修形，力求探索出一種更適合工程實(shí)際的齒輪修形方法。主要內(nèi)容如下：⑴利用ANSYS的APDL編程語(yǔ)言，完成了標(biāo)準(zhǔn)齒輪的有限元模型的建立、加載和求解等。整個(gè)過程通過APDL語(yǔ)言自動(dòng)生成?？梢苑奖銓?duì)模型和載荷工況進(jìn)行修改。這不僅僅提高了分析求解的效率，而且也使得整個(gè)分析過程都在ANSYS軟件中進(jìn)行，避免了三方軟件的介入。⑵利用ANSYS/LS-DYNA顯式動(dòng)力學(xué)軟件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漸開

4、線直齒輪進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真。分析出了標(biāo)準(zhǔn)齒輪在整個(gè)嚙合過程中的接觸應(yīng)力的變化和分布情況；指出了齒輪接觸應(yīng)力沿齒廓方向的分布規(guī)律；依據(jù)不同轉(zhuǎn)速下齒輪接觸應(yīng)力的變化規(guī)律，指出對(duì)高速齒輪進(jìn)行齒廓修形的必要性；最后對(duì)齒輪傳動(dòng)中主、被動(dòng)輪的速度波動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了探討研究。結(jié)果表明：利用ANSYS／LS-DYNA可以最大程度地實(shí)時(shí)模擬出齒輪動(dòng)態(tài)嚙合過程，反映出齒輪的動(dòng)態(tài)嚙合特性，結(jié)果更為準(zhǔn)確可靠。⑶介紹了用圓弧蛻變曲線對(duì)齒輪進(jìn)行齒廓修形的整個(gè)過程。并對(duì)修形