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【6h】

渐开线内啮合变厚齿轮传动设计与啮合特性研究

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目录

1 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 课题国内外研究现状

1.3 论文的主要研究内容及技术路线

2 平行轴渐开线内啮合变厚齿轮设计方法研究

2.1 引言

2.2 封闭图简介

2.3 基于封闭图的渐开线变厚齿轮几何参数设计

2.4 参数对平行轴内啮合变厚齿轮副封闭图的影响

2.5 小结

3 内啮合渐开线变厚齿轮加工方法研究

3.1 引言

3.2 现有渐开线变厚齿轮加工方法

3.3 平行轴三自由度内啮合变厚齿轮插齿加工方法

3.4 渐开线变厚齿轮的齿面生成

3.5 与现有外变厚齿轮齿面模型对比

3.6 小结

4 渐开线内啮合变厚齿轮啮合特性分析

4.1 引言

4.2 直齿渐开线内啮合变厚齿轮几何设计参数

4.3 平行轴渐开线内啮合变厚齿轮啮合模型

4.4 平行轴内啮合渐开线变厚齿轮啮合特性分析

4.5 小结

5 安装误差对啮合特性的影响分析

5.1 引言

5.2 轴线平行度安装误差定义

5.3 轴线平行度安装误差对啮合特性的影响

5.4 小结

6 结论与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

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摘要

课题来源于国家自然科学基金―少齿差变齿厚 RV行星精密传动研究(51575060)。平行轴渐开线内啮合变厚齿轮传动由渐开线外变厚齿轮与渐开线内变厚齿轮组成,其齿形沿齿宽方向具有不同的变位系数,齿顶呈现一定的锥度。具有体积小、重合度大、强度高等优点,可通过轴向调隙实现精密传动,因此被广泛应用于精密机器人、包装机械等精密齿轮传动领域。然而由于变厚齿轮轴向变位系数的变化,其几何设计、干涉计算、齿面加工与啮合特性分析更为复杂。论文针对上述问题,以平行轴渐开线内啮合变厚齿轮传动为研究对象,对其几何参数设计、齿面加工方法与啮合特性开展研究,为平行轴渐开线内啮合变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提出基于封闭图的平行轴渐开线内啮合变厚齿轮几何参数设计方法,推导了平行轴渐开线内啮合变厚齿轮几何设计封闭图数学模型,绘制了电子封闭图,研究了齿轮副啮合角、插齿刀渐开线顶端点极径对封闭图形态的影响,在此基础上研究了变厚齿轮副变位系数可选范围的影响规律,进行了渐开线内啮合变厚齿轮传动几何参数设计;
  ②基于空间齿轮啮合与加工原理,提出了由插齿刀切削加工、刀具轴线与齿轮轴线平行、绕轴线转动以及沿轴向与径向移动的三自由度平行轴内啮合变厚齿轮副的插齿加工方法。建立了外、内直齿变厚齿轮的加工坐标系,推导了外、内直齿变厚齿轮的齿面数学模型,编写变厚齿轮齿廓点集计算程序,生成了变厚齿轮的三维实体模型;
  ③建立了平行轴内啮合变厚齿轮副有限元分析模型,进行了加载接触特性分析,研究了其齿面接触形式、齿根弯曲应力以及载荷与节锥角变化对其啮合印痕,齿面啮合力等啮合性能的影响;
  ④定义了平行轴内啮合变厚齿轮副的轴向平行度安装误差,通过加载啮合特性分析,分别研究了正负 x向与y向轴线平行度安装误差对齿面瞬时接触线、啮合印痕、啮合力、传动误差与啮合刚度的影响规律。

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