基于抛物线修形的双圆弧齿轮啮合特性研究

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齿轮是机械装备中最核心的部件,应用在多种场合。但是由于渐开线斜齿轮在传动过程中噪声较大,振动明显,随着计算机技术的提高,齿轮的齿廓形状由最初的渐开线逐渐演变成摆线、圆弧、抛物线,即后来学者们提出的双圆弧齿轮和抛物线齿轮,机械设备中应用较多的是双圆弧齿轮,其优点是接触强度高,易形成润滑油膜。  本文首先建立渐开线斜齿轮齿面接触分析模型,分析标准斜齿轮的齿面接触特性,进而利用TCA的算法流程同样建立双圆弧齿轮的分析模型,得出双圆弧齿轮的静态传动误差图和接触痕迹图,同时改变轴线交错角、导程角、中心距,可知这三个参数对静态传动误差的具体影响。再者运用抛物线修形双圆弧齿轮的节线以上的工作段圆弧,建立修形后双圆弧齿轮的齿面接触分析模型,并且分析轴线交错角、导程角、中心距对修形后双圆弧齿轮的传动误差的幅值和曲线平滑度以及接触痕迹的影响。最后分别建立渐开线斜齿轮、双圆弧齿轮、抛物线修形双圆弧齿轮的啮合模型,在ANSYS/Workbench分别做瞬态动力学分析,修形后接触强度明显提高,提取修形前后每一瞬时的主动齿轮和被动齿轮的旋转角度,计算其动态传动误差,绘制出修形前后的误差变化图,可以得到结论:修形后动态传动误差幅值减小,并且不会出现明显的啮入啮出冲击,减小了齿轮传动的振动与噪声,提高了传动效率。
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