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变传动比限滑差速器的齿轮设计

马延会  
【摘要】: 变传动比锥齿轮是变传动比防滑差速器的主要零件,与普通圆锥齿轮相比,变传动比锥齿轮传动在运动学、动力学方面有其特有的传动特点,能够实现一些特定的传动要求。变传动比锥齿轮能够实现相交轴的变速比传动,能够实现有些机构(特别是一些自动机构)所需的变传动比传动,还可实现摆动、振荡及间歇等各种复杂特殊的运动,而且还可获得较好的传动性能,具有结构紧凑,传动精确、可靠、平稳的特点。但是其设计和制造比较复杂,目前还没有成熟的变传动比锥齿轮设计理论和方法,因此其应用和推广受到了很大的限制。 本文针对差速器,介绍了半轴齿轮和行星齿轮之间的运动关系,行星齿轮的运动对两半轴之间的转矩分配关系的影响,以及变传动比锥齿轮副在差速器中自动实现差速和锁止功能的过程。 作为非圆锥齿轮设计的理论基础,本文介绍了非圆柱齿轮的节曲线的设计方法,阐述了非圆齿轮凸性的判断过程,压力角、重合度的校验条件,并有针性地阐述了具有内凹性的非圆齿轮的根切、项切的验证条件,阐述了根据非圆节曲线直接用齿形法线法算出齿廓曲线的设计方法。 根据变传动比防滑差速器的功能要求,建立了半轴齿轮和行星齿轮的变传动比关系,重点研究了球面节曲线的建模方法,以及如何以球面节曲线的短程曲率为纽带将球面节曲线转化为当量平面节曲线的算法。并分别用齿形法线法算出当量齿廓曲线和插齿刀范成加工仿真模拟法包络出当量齿廓曲线并根据变传动比锥齿廓曲线与当量齿廓曲线间的关系,详细阐述了如何以密切面为桥梁,将平面当量渐开线齿廓曲线转化为球面渐开线齿形廓曲线的算法。 分别求解齿根曲线、齿项曲线与齿廓曲线的交点,并按一定顺序组织左、右齿廓曲线、齿根曲线、齿顶曲线生成变传动比锥齿轮的整体外轮齿廓曲线。将所得变传动比锥齿轮的整体外轮齿廓数据导入UG三维造型软件,利用曲面扫描法建立了变传动比锥齿轮的实体模型。


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