少齿数大减速比准双曲面齿轮的三维仿真与实验

摘要

准双曲面齿轮因其重合度大、传动平稳、承载能力强、空间配置灵活等优点而广泛应用于汽车、工程机械、电动工具等领域各种交错轴传动中。小型化、高速度、低能耗是齿轮传动装置的重要发展方向。大减速比的准双曲面齿轮传动能够保持较高的传动效率，且制造工艺优良。故少齿数大减速比准双曲面齿轮在机械传动领域具有广阔的应用前景。
　　1、研究了少齿数大减速比准双曲面齿轮传动的几何原理，给出了少齿数大减速比准双曲面齿轮设计的几何限制条件，这些条件包括：根切、齿顶变尖、齿面啮合干涉、面锥大小的限制，以及齿轮受力状况等。运用正交试验，分析了影响齿轮节锥角的主要几何参数。在传动比达到10以上时，必需综合考虑径向变位和切向变位。
　　2、少齿数大减速比准双曲面齿轮的大轮采用成形法加工。根据成形法的切齿特点，建立了其加工的数学坐标系。根据大小轮啮合关系，建立了大轮产成小轮的齿面模型。利用齿轮啮合原理，坐标变换，推导了大轮和小轮的齿面方程。
　　3、运用 MATLAB编程软件，求解齿面三维坐标点；利用 UG三维软件，建立了大小轮的齿面片，进而完成大小轮的三维建模。通过三维造型，发现在小轮齿数减少到4、3甚至2齿时，齿形没有发生异变，验证了本文提出的少齿数大速比准双曲面齿轮设计的可行性。
　　4、根据少齿数准双曲面齿轮的几何设计，计算了大小轮的加工参数，进行了轮齿接触分析；在 GH-35铣齿机上完成了齿数比4:41的准双曲面齿轮的切齿试验。试验结果同理论模型一致。

目录

第1章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2螺旋锥齿轮国内外研究现状

1.3少齿数大减速比齿轮国内外的发展现状

1.4论文的主要研究内容

第2章 少齿数准双曲面齿轮的参数设计及分析

2.1少齿数大减速比准双曲面齿轮设计的几何限制条件

2.2少齿数准双曲面齿轮节锥的确定

2.3轮坯尺寸的计算

2.4齿轮副的根切检查和干涉检验

2.5齿轮副的受力分析

2.6齿轮的主要几何因素的正交法分析

2.7几何参数计算实例

2.8本章小结

第3章 少齿数准双曲面齿轮齿面方程的推导

3.1大轮齿面方程

3.2小轮齿面方程

3.3本章小结

第4章 少齿数准双曲面齿轮几何的三维仿真

4.1少齿数大减速比准双曲面齿轮齿面点的求解

4.2少齿数大减速比准双曲面齿轮的三维实体建模

4.3齿数比为3:60准双曲面齿轮的建模

4.4齿数比为2:60准双曲面齿轮的建模

4.5本章小结

第5章 少齿数准双曲面齿轮的切齿试验

5.1大小轮加工参数与接触分析

5.2本章小结

第6章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果