端曲面齒輪齒根彎曲強(qiáng)度分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、端曲面齒輪副是在面齒輪和非圓齒輪的基礎(chǔ)上提出的一種新型齒輪傳動(dòng)形式，由一個(gè)非圓柱齒輪和與其共軛的端曲面齒輪組成。端曲面齒輪副在運(yùn)動(dòng)學(xué)上，結(jié)合了非圓齒輪變傳動(dòng)比、面齒輪傳遞相交軸運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，能夠在兩相交軸線之間傳遞變傳動(dòng)比運(yùn)動(dòng)。在實(shí)現(xiàn)相同的目的時(shí)，端曲面齒輪副具有重量輕、體積小、加工制造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在工程機(jī)械、汽車等場(chǎng)合具有潛在的應(yīng)用前景。
　　本課題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《變傳動(dòng)比面齒輪嚙合傳動(dòng)的設(shè)計(jì)理論與制造技術(shù)研究》（編號(hào)

2、：51275537），目的是提出一種適合端曲面齒輪齒根彎曲應(yīng)力的計(jì)算方法，設(shè)計(jì)適合端曲面齒輪副彎曲應(yīng)力測(cè)量的實(shí)驗(yàn)臺(tái)并對(duì)端曲面齒輪彎曲應(yīng)力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。本文針對(duì)端曲面齒輪副，主要進(jìn)行以下內(nèi)容的研究：
　　根據(jù)空間幾何學(xué)及齒輪嚙合理論，建立了端曲面齒輪副的嚙合傳動(dòng)模型，推導(dǎo)了端曲面齒輪的節(jié)曲線方程，分析了主要參數(shù)對(duì)端曲面齒輪傳動(dòng)比的影響，推導(dǎo)了端曲面齒輪嚙合點(diǎn)的位置；針對(duì)端曲面齒輪嚙合過(guò)程中的受力情況，嚙合過(guò)程中的接觸情況以及端曲面齒

3、輪輪齒齒形，對(duì)端曲面齒輪可能的失效位置進(jìn)行了預(yù)估。
　　根據(jù)端曲面齒輪副的傳動(dòng)模型及嚙合理論，對(duì)端曲面齒輪在恒定負(fù)載狀態(tài)下的受力情況進(jìn)行分析。探討了模數(shù)、偏心率、階數(shù)等基本參數(shù)對(duì)壓力角、法向力等的影響；根據(jù)材料力學(xué)及微積分學(xué)，建立了用懸臂板法求解端曲面齒輪副齒根彎曲應(yīng)力大小及沿齒寬分布規(guī)律的方法，推導(dǎo)了輪齒在承受載荷時(shí)沿著齒寬方向應(yīng)力分布規(guī)律以及應(yīng)力大小的公式，得到了正常嚙合時(shí)沿著齒寬方向齒根的分布規(guī)律以及端曲面齒輪一個(gè)周期各個(gè)輪

4、齒的齒根應(yīng)力變化規(guī)律。
　　根據(jù)現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)和方法，設(shè)計(jì)了三種能夠滿足齒根彎曲應(yīng)力動(dòng)態(tài)測(cè)量實(shí)驗(yàn)以及滾動(dòng)檢查需要的實(shí)驗(yàn)臺(tái)方案，即集流環(huán)內(nèi)置式、集流環(huán)外置式和功率循環(huán)式方案；分析了三種方案的特點(diǎn)，確定了采用端曲面內(nèi)置式結(jié)構(gòu)方案并對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)各部分進(jìn)行選型或設(shè)計(jì)制造；搭建了實(shí)驗(yàn)臺(tái)并完成了端曲面齒輪的滾動(dòng)檢查實(shí)驗(yàn)，得到了端曲面齒輪嚙合時(shí)的接觸痕跡；完成了端曲面齒輪副齒根彎曲應(yīng)力的動(dòng)態(tài)測(cè)量，獲得了端曲面齒輪一個(gè)周期齒根應(yīng)力的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，以及沿著齒