基于圆柱齿轮连续变位修形的面齿轮副啮合特性研究

摘要

在环面渐开线齿轮加工原理的基础上，将基于连续变位的齿向修形方法应用于面齿轮传动中的圆柱齿轮得到一种修形面齿轮副。该修形方法对增强面齿轮传动系统的容差能力及避免出现偏载具有重要意义，且可以通过设计修形参数来获得不同的啮合性能。本文对这种修形面齿轮副的啮合特性展开研究，主要工作内容如下： （1）利用微分几何学原理与空间啮合理论推导出修形面齿轮副的齿面方程，基于面齿轮的齿面方程，推导出面齿轮的根切与尖化条件。通过MATLAB编程生成齿面点集，联合Pro/E实现修形面齿轮副的三维实体模型的创建。 （2）对修形面齿轮副进行含安装误差的齿面接触分析（TCA），研究修形参数对接触迹线分布的影响。根据微分几何学原理，计算修形面齿轮副的主曲率及啮合点处的诱导法曲率，并对修形面齿轮副进行齿面曲率干涉检验。 （3）利用有限元软件ABAQUS对修形面齿轮副进行加载接触分析（LTCA），对比研究了修形参数不同的四种面齿轮副在受载后的各种啮合性能参数，包括接触应力分布、载荷分配系数、重合度和承载传动误差等。 （4）利用动力学分析软件ADAMS对修面齿轮副进行动力学仿真分析，选取面齿轮的角加速度和啮合力作为衡量动力学性能的指标，在不同转速和载荷条件下，对比研究修形参数不同的四种面齿轮副的动力学行为。

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