基于大轮失配的尼龙与钢制弧齿锥齿轮研究

摘要

随着材料工业的发展，新型材料不断涌现，非金属齿轮的应用也越来越广泛，如汽车上的辅助传动系统、打印机、减速器、洗衣机等都使用了非金属齿轮。尼龙齿轮与钢制弧齿锥齿轮的啮合传动，是用尼龙作为大轮材料与金属小轮啮合实现传递运动和动力的传动副。但是非金属齿轮还没有统一的设计标准，所以对非金属齿轮的研究和分析具有很重要的意义。
　　本文对尼龙齿轮和钢制弧齿锥齿轮的啮合传动展开了理论分析和试验探究。根据齿轮啮合原理和局部综合法计算出齿面方程和加工参数；根据齿面方程和加工参数，利用三维绘图软件 SolidWorks及其编程接口 API、数学计算软件MATLAB和 VB编程软件等对轮齿进行了三维模型的建立；建立齿轮副的有限元模型，根据尼龙材料的粘弹性，结合接触分析理论对齿轮副进行接触分析，得到齿轮传动时的应力和应变值，并根据齿轮啮合的温度场理论，对尼龙和钢制弧齿锥齿轮的啮合传动进行热分析，并得到了不同转速和载荷下齿轮温度的分布情况；最后根据计算的加工参数对弧齿锥齿轮进行切齿试验，结合滚检试验验证齿轮加工参数的正确性，为以后尼龙大轮模具的设计和批量注塑成型做好准备，并对传动噪声进行测试，对比金属齿轮传动，可以得到齿轮传动中引入尼龙齿轮后，传动噪声明显降低。

目录

第1章 绪论

1.1选题意义和实用价值

1.2国内外研究现状

1.3论文研究内容

第2章 基于大轮失配的弧齿锥齿轮设计新方法

2.1局部综合法的基本思路

2.2齿轮副几何参数的确定

2.3齿轮加工参数的推导

2.4 TCA分析

2.5本章小结

第3章 建立弧齿锥齿轮三维模型

3.1齿面坐标的计算

3.2齿轮的三维模型建立

3.3本章小结

第4章 考虑粘弹性的尼龙与钢制弧齿锥齿轮的有限元分析

4.1尼龙齿轮的动力学研究

4.2齿轮有限元分析

4.3接触分析基本理论

4.4有限元模型的建立

4.5分析结果

4.6尼龙弧齿锥齿轮的热分析

4.7本章小结

第5章 切齿和噪声试验研究

5.1切齿试验

5.2滚检试验

5.3噪声对比试验

5.4齿面测量试验

5.5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