渐开线变齿厚齿轮传动设计与啮合特性研究

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1、渐开线变齿厚齿轮传动设计与啮合特性研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：倪高翔指导教师：杜雪松副教授专业：机械设计及理论学科门类：工学重庆大学机械工程学院二O一五年六月DesignandMeshingCharacteristicsofInvoluteBeveloidGearTransmissionAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByNiGaoxiangSupervisedbyAssoc.Prof.DuXue

2、songSpecialty:MechanicalDesignandTheoryCollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaJule2015中文摘要摘要课题来源于国家自然科学基金“基于线接触的空间小夹角齿轮传动原理及其关键技术研究(51405043)”。渐开线变齿厚齿轮是渐开线齿轮的一般形式，其变位系数沿轴线方向呈线性变化，可实现平行轴，相交轴和交错轴间的传动，广泛应用于高速游艇、快艇、精密机器人、全驱动汽车等动力传递领域。然而由于渐开线变齿厚齿轮传动的几何设计复杂，变位系数、节锥角、螺旋角等几何设计参数

3、选取依赖设计人员的经验，且不同安装方式（平行轴、相交轴与交错轴）下的设计流程相互独立。针对上述问题，论文研究平行/相交/交错轴渐开线变齿厚齿轮的一般几何设计方法，根据该方法建立平行轴渐开线变齿厚齿轮传动模型，对其啮合特性进行研究，为该型渐开线变齿厚齿轮传动的工业化推广提供理论依据，具有重要的学术意义与工程应用价值。论文主要研究内容如下：①基于节圆锥共轭啮合理论，提出适用于平行/相交/交错轴渐开线变齿厚齿轮传动的一般几何设计方法，实现不同安装方式下渐开线变齿厚齿轮传动设计方法的统一；②基于滚削加工原理，建立渐开线变齿厚齿轮的齿面数学模型，利用Matlab编写齿面点云求解程序，采用Pro/E建立

4、了渐开线变齿厚齿轮精确三维实体模型，对平行轴渐开线变齿厚齿轮传动进行几何设计；③采用有限单元法，建立平行轴渐开线变齿厚齿轮传动啮合分析模型，研究几何设计参数节锥角对啮合特性的影响，研究载荷变化对啮合特性的影响规律；④基于齿轮副实际安装工况，定义平行轴渐开线变齿厚齿轮传动中心距误差，轴向位置误差和轴线平行度误差，研究安装误差对齿轮副啮合特性的影响，分析不同安装误差下齿面接触力、传递误差、时变啮合刚度、齿根应力的变化规律。关键词：渐开线变齿厚齿轮，啮合理论，几何设计，啮合特性，安装误差I英文摘要ABSTRACTTheresearchsubjectofthethesisstemsfromthesu

5、btopic“ResearchonTransmissionPrincipleandKeyTechnologiesforSpatialGearswithSmallShaftAngleBasedonLineContact(51405043)”.Involutebeveloidgearisthegeneralformofinvolutegear,itsmodificationcoefficientislinearlyvaryingalongthedirectionofaxial,canachieveparallelaxis,intersectedaxisandcrossedaxistransmis

6、sion,iswidelyusedinpowertransmissionfieldlikehighspeedyacht,speedboat,precisionrobot,all-drivemotorandsoon.butthegeometricdesignprocessofinvolutebeveloidgeartransmissioniscomplicated，theselectofgeometricdesignparameterslikemodificationcoefficient,coneangle,helixangleisdependontheexperienceofdesigne

7、r,whentheinstallationway(parallelaxis,intersectedaxisandcrossedaxis)isdifferent,thedesignprocessisindependentofeachother.Forabove-mentioned,thegeneralgeometricdesignmethodofinvolutebeveloidgeartransmissionw