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节点外啮合齿轮副设计方法及动力学分析

刘晶晶

  节点外啮合齿轮啮合时,实际啮合线不经过节点,这样在节点处摩擦力方向不发生改变,降低了传动时的振动和噪声。当齿轮外啮合时采用节点后啮合形式,内啮合时采用节点前啮合形式可以提高齿轮的承载能力及润滑效果。因此,开展对节点外啮合齿轮传动设计及动力学研究的工作具有重要的工程意义。 研究了节点外啮合齿轮的各参数间所必须满足的关系,通过改变变位系数,减小齿顶高系数等方法获得节点外啮合齿轮副。对影响节点外啮合程度的各项参数进行了分析,完成了节点外啮合齿轮副的参数设计。 针对节点外啮合的啮合特点,研究了外啮合与内啮合齿轮齿廓上综合曲率半径的变化规律,对传统的接触应力计算方法进行了改进,实现了节点外啮合齿轮的接触应力计算;求解了节点外啮合齿轮传动与普通齿轮传动的接触应力,计算结果表明,外啮合齿轮传动采用节点后啮合,内啮合齿轮采用节点前啮合可以提高齿轮传动的接触强度。 推导了外啮合与内啮合齿轮滑动系数的计算公式;分析了节点外啮合齿轮传动齿廓上摩擦力对磨损、振动、齿面应力和润滑的影响。 以单对节点外啮合齿轮为研究对象,采用集中质量方法,建立了节点外啮合齿轮副动力学模型,在动力学微分方程中考虑了齿面摩擦,时变刚度、传递啮合误差和间隙的影响。推导了系统的无量纲化微分方程组,采用数值积分法求解方程组,得到了齿轮副的动态响应。对比节点外啮合齿轮与普通齿轮传动系统的动载特性可得,节点外啮合齿轮传动系统在啮合线及x轴上的振动均小于普通齿轮传动系统。运用有限元法计算了齿轮副的固有频率和振型,计算结果表面,节点外啮合齿轮传动系统的固有频率高于普通齿轮传动系统。……   
[关键词]:节点外啮合;滑动系数;接触应力;动态特性
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:南京航空航天大学2012年
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