弧齿线圆柱齿轮传动理论的研究

【摘要】： 齿轮传动广泛应用于各种机械设备中,比如车辆、机械工具、减速器和其他传动系统的齿轮箱中。一般地,齿轮主要用于传递一定转速比,增大或减小扭矩。尽管在最近几十年来齿轮的设计制造技术已经大大提高,但是实际应用中侧隙、边缘接触和过载等问题仍然存在。因此,研究性能更优越的齿轮十分必要。 本文提出的弧齿线圆柱齿轮是一种新型齿轮传动形式,具有传动平稳、噪声低、润滑性能良好、轮齿弯曲疲劳强度大的特点,因此该齿轮可以作为斜齿轮和人字齿轮的替代品用于高速重载场合。由于该齿轮研究历史不长,目前尚有许多理论和实际应用问题需要解决,有必要对其进一步研究。本文首先基于齿轮啮合原理,建立了齿轮加工的模型,由刀具曲面方程推导出被加工齿轮的齿面方程,并进一步推导出齿轮端截面的齿廓方程和齿轮刀具接触线方程。 在分析了弧齿线圆柱齿轮的啮合传动不产生曲率干涉的条件和刀盘展成半径、轴线平行度误差、中心距对啮合影响的基础上,提出了点接触弧齿线圆柱齿轮实现的两种方案:调整刀盘展成半径和增大中心距。 本文研究了弧齿线圆柱齿轮的齿面接触应力和弯曲应力的计算方法,提出了计算弯曲应力的公式,对轮齿弯曲效应的影响进行了分析,并与直齿圆柱齿轮进行了比较。 最后针对现有文献的不足,研究了刀具压力角、齿宽系数和重合度等参数的计算方法,并分析了这些参数对弧齿线圆柱齿轮啮合的影响。在此基础上,提出了弧齿线圆柱齿轮径向变位概念,并分析了不同变位类型对啮合传动影响。