漸開線圓柱小齒輪的修形設計及動力學仿真分析.pdf

1、漸開線圓柱齒輪由于其傳動比恒定不變、傳動平穩(wěn)而被廣泛應用在機械傳動中，然而在齒輪副嚙合時，因受載變形、熱變形和制造安裝誤差等因素影響，不可避免地會出現(xiàn)載荷突變、速度波動、嚙入、嚙出沖擊。大量的理論和實踐已表明：對漸開線直齒輪的齒廓修形能明顯地減小齒輪在嚙合過程中發(fā)生齒面膠合和沖擊現(xiàn)象，減小振動和降低噪音，更好地適應齒輪傳動技術(shù)向高承載、高速度、低噪音的方向發(fā)展的潮流。然而在以往對漸開線齒輪進行修形過程中，大多數(shù)學者采用的是“修頂挖根”的

2、修形技術(shù)，即只對漸開線的一部分做出修整，修形時同時要確定出修形的起點、終點、修形量以及修形曲線等，可以看出，需要控制的因素比較多，這樣就給實際加工帶來麻煩，難于達到精度要求。且修形齒輪嚙合時容易在修形的起點、終點位置處產(chǎn)生新的沖擊。
　　 本文針對齒輪傳統(tǒng)修形在加工方面存在的不足，在研究大量曲線的特性后發(fā)現(xiàn)，圓弧蛻變曲線與齒輪的漸開線有一定的相似性，更重要的是圓弧蛻變曲線具有易加工的特點，而且國內(nèi)外還沒有人嘗試用此種曲線對齒輪進

3、行修形設計。鑒于此，本文嘗試用圓弧蛻變曲線逼近漸開線來對齒輪進行磨削修形，力求探索出一種更適合工程實際的齒輪修形方法。主要內(nèi)容如下：⑴利用ANSYS的APDL編程語言，完成了標準齒輪的有限元模型的建立、加載和求解等。整個過程通過APDL語言自動生成?？梢苑奖銓δＰ秃洼d荷工況進行修改。這不僅僅提高了分析求解的效率，而且也使得整個分析過程都在ANSYS軟件中進行，避免了三方軟件的介入。⑵利用ANSYS/LS-DYNA顯式動力學軟件對標準漸開

4、線直齒輪進行動力學仿真。分析出了標準齒輪在整個嚙合過程中的接觸應力的變化和分布情況；指出了齒輪接觸應力沿齒廓方向的分布規(guī)律；依據(jù)不同轉(zhuǎn)速下齒輪接觸應力的變化規(guī)律，指出對高速齒輪進行齒廓修形的必要性；最后對齒輪傳動中主、被動輪的速度波動規(guī)律進行了探討研究。結(jié)果表明：利用ANSYS／LS-DYNA可以最大程度地實時模擬出齒輪動態(tài)嚙合過程，反映出齒輪的動態(tài)嚙合特性，結(jié)果更為準確可靠。⑶介紹了用圓弧蛻變曲線對齒輪進行齒廓修形的整個過程。并對修形