双向变位少齿数齿轮副设计及弯曲强度研究
少齿数齿轮传动是指小齿轮齿数介于1~7的斜齿圆柱齿轮传动,属于普通渐开线斜齿轮传动的延伸,具有单级传动比大、结构紧凑、重量轻等优点,应用前景广阔.但有关该传动的设计计算资料很少,限制了该技术的推广应用.本研究在径向变位少齿数齿轮传动相关设计计算理论的基础上,提出了双向变位的方法,推导了有关几何设计计算公式,并对其齿根弯曲疲劳强度进行了较为深入的研究.本文的主要研究内容如下:
首先,提出了采用双向变位设计少齿数齿轮副的方法,解决了纯径向变位存在的齿顶变尖问题.
其次,提出了径向变位系数和切向变位系数的确定方法,研究了齿轮副参数对切向变位系数的影响.提出了切向不等变位设计少齿数齿轮副概念,并对其进行了初步研究.
第三,推导了少齿数齿轮副几何尺寸计算公式,并设计了四对不同变位系数的齿轮副,对其滑动系数进行了对比研究,发现用齿根滑动系数相等切向不等变位方法设计的少齿数齿轮副滑动系数最小.
第四,对少齿数齿轮传动齿根弯曲强度进行了研究,证明了齿数为1~2的齿轮不能用30°切线法确定齿根危险截面位置.利用有限元软件对多对不同模数齿轮副进行了静态结构分析,得出齿数为2的齿轮的齿根最大应力点位置,通过统计得出齿根危险截面位置.推导了少齿数齿轮的齿形系数计算式和应力修正系数计算式.
最后,通过MATLAB软件电算化所有计算公式并用MATLABGUI界面化程序,使少齿数齿轮设计更方便.通过一实例设计一对少齿数齿轮副.
综上所述,本文的研究成果对双向变位少齿数齿轮副的进一步研究提供了基本依据.
- 作者：
- 李海伟
- 学位授予单位：
- 陕西理工学院
- 专业名称：
- 机械设计及理论
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2014年
- 导师姓名：
- 张国海
- 中图分类号：
- TH132.41
- 关键词：
- 双向变位；少齿数齿轮副；几何设计；齿根弯曲强度
- bilateral modification； Less-teeth gear pair； geometric design； bending strengthof gear tooth