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小模数小齿数精密齿轮齿形的设计与加工

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一、精密小模数少齿数齿轮齿形的设计与加工(论文文献综述)

邢彪[1](2021)在《等高齿螺旋锥齿轮及其精密锻模的三维自动化建模》文中研究表明螺旋锥齿轮因具备重叠系数大、承载能力强、传动平稳和噪声小等优势,广泛应用于圆周速度较高、承载能力较大、要求传动平稳和噪声较小的齿轮传动中,是车辆、舰船、坦克、飞机、石油钻机等装备上不可或缺的关键传动零件。等高齿是螺旋锥齿轮中一种较为重要的齿轮,相较于渐缩齿,等高齿具有更高的弯曲强度和更长的接触疲劳寿命,优势更加突出。但其建模和制造过程更加复杂,传统的手动建模因建模效率低、建模成本高等缺点很难适应灵活多变的现代化生产。因此,研究等高齿螺旋锥齿轮的自动化建模方法,实现其三维建模自动化,对提升等高齿螺旋锥齿轮的建模和制造效率,以及推动其发展和应用均具有重要的理论意义和工程意义。本文以等高齿螺旋锥齿轮为研究对象,推导建立了等高齿螺旋锥齿轮的参数方程,以UG/Open GRIP为二次开发工具,实现了等高齿螺旋锥齿轮的三维实体模型、热锻件及其精密锻模的自动化建模,在此基础上,对等高齿螺旋锥齿轮的锻造工艺性也进行了初步探讨,主要研究工作如下:基于球面渐开线的形成过程与性质,建立得到了球面渐开线的空间直角坐标方程;基于延伸外摆线的形成与性质,推导得到延伸外摆线的空间直角坐标方程,同时建立任意一点螺旋角的计算公式;在详细分析等高齿啮合原理的基础上,建立了基圆、节圆、齿顶圆和齿根圆半径以及锥高的计算公式,并研究不同条件下的N型齿与G型齿。借助UG/Open GRIP二次开发工具,建立了齿轮基体、齿形实体和齿根圆角的自动化建模方法,实现了其三维实体模型的快速自动建模;充分考虑等高齿螺旋锥齿轮的锻造工艺性,进行锻造余量、锻造圆角和飞边、齿轮修整等的自动化建模,开发了等高齿螺旋锥齿轮及其热锻件模型的三维自动建模系统。根据齿轮锻造模具设计的相关标准与齿轮锻件的特点,设计出符合实际情况的等高齿螺旋锥齿轮精密锻模的二维模型,通过GRIP二次开发工具开发了精密锻模三维实体模型建模模块,实现了等高齿螺旋锥齿轮精密锻模的自动建模。通过热压缩试验,研究了 20CrMnTiH钢的高温热变形行为,构建了其本构模型和热加工图;建立了等高齿螺旋锥齿轮精锻过程的有限元模型,实现了其成形过程的有限元仿真;设计了一种坯料截面形状,采用6组异形截面坯料进行了等高齿螺旋锥齿轮的锻造模拟,优选得到了合理的坯料,实现了不产生外飞边和较低成形载荷的综合目标。

侯林[2](2021)在《基于多级修形齿形的谐波减速器啮合性能仿真分析》文中研究指明谐波减速器作为一种高精密的传动机构,在工业领域有着极为广泛的应用。对于谐波减速器齿形的优化设计一直是改进其传动性能的研究热点问题。本文通过对谐波减速器不同齿形的特点及齿形特性进行归纳分析,以“渐开线→双圆弧→S齿形→P齿形”的变化特点和齿形特性为依据,依据齿形的制造偏差等级及齿轮修形原理,构造了多级修形齿形曲线,并通过构建多级修形齿形的谐波减速器三维模型,运用有限元仿真和TCA分析方法进行了啮合仿真分析,根据一系列仿真结果分析,提出了谐波齿轮齿形修形优化的参考依据。本文完成的主要工作有:(1)分析谐波减速器不同齿形的齿形特点及齿形特性联系,构建了以“渐开线→双圆弧→S齿形→P齿形”为参照的齿形修形曲线构造思路,结合有关谐波减速器制造精度标准,构造了不同修形量大小的多级齿形修形曲线,并依据公差建模理论,在Creo6.0软件中建立了不同齿形修形量的多级修形齿形三维谐波减速器模型。(2)在有限元分析软件ANSYS中建立了谐波减速器的有限元分析模型,将前文构造的多级修形齿形三维谐波减速器模型依次导入进行了有限元分析,得到了不同齿形修形量模型在啮合过程中接触应力分布情况,分析了不同修形齿形的接触应力变化规律。(3)对多级修形齿形的谐波减速器模型进行了 TCA分析,计算并绘制了不同等级修形齿形的实际接触区域大小情况,分析了不同等级修形齿形的接触区域情况变化趋势。(4)在Matlab中编写了仿真计算程序,对多级齿形修形模型进行了啮合间隙的仿真,根据不同修形齿形模型的啮合间隙差异情况,分析了多级修形齿形啮合间隙的变化趋势。(5)根据仿真分析结果,在渐开线齿形的基础上对其齿根齿顶段进行圆弧修形,随着修形量的增大,谐波减速器的最大接触应力逐渐减小、接触区域逐渐变大、啮合间隙逐渐变小,啮合性能逐渐改善;但随着继续对齿根段进行修形,其应力接触性能逐渐变强、接触区域逐渐变大,啮合性能有进一步改善的趋势,但同时啮合间隙逐渐变大,引发啮合冲击变大,造成传动不平稳。因此,在实际设计制造中应选取合适的修形量进行齿形的优化设计。本文通过对不同修形量的多级修形齿形三维模型进行仿真分析,利用三种评判方法探讨多级修形齿形啮合性能的变化趋势和规律,根据分析结果为谐波减速器齿形的修形优化提供参考和依据。

胡瑞[3](2020)在《精密插削渐开线变齿厚内齿轮插齿刀设计与研究》文中研究表明渐开线变齿厚齿轮在不同端截面上具有不同的变位系数,其齿面为螺旋渐开面,可通过齿轮的轴向移动调整齿侧间隙,理论上可实现零侧隙传动,故可用于变齿厚RV减速器等对回差有严格要求的精密传动。目前,变齿厚外齿轮的精密加工方法已趋成熟,但对于变齿厚内齿轮的加工研究较少,变齿厚内齿轮的精密加工仍是工程中的技术难题,限制了变齿厚齿轮的推广应用。因此,提出一种精密插削变齿厚内齿轮插齿刀设计方法,该方法在设计插齿刀齿廓时,将插削角作为刀具设计参数,以加工出的齿轮齿面误差最小为目标对刀具参数进行优化,进而确定插齿刀齿廓。设计的刀具只需按插削角做斜插直线运动即可实现变齿厚内齿轮的精密插削。这种方法无需对机床进行改动,刀具的切削运动为简单的直线运动,在保证加工精度的同时,具有较高的加工效率,便于推广应用。论文的主要研究内容如下:(1)基于变齿厚内齿轮斜插法加工原理,详细分析了标准插齿刀斜插法和插削角优化法的加工误差,结果表明上述两种方法难以实现变齿厚内齿轮的精密插削;提出一种考虑加工工艺参数的插齿刀齿形设计方法,基于齿轮啮合原理,建立了加工坐标系,推导了啮合方程,给出了插齿刀齿廓方程,建立了齿廓参数优化模型;对比分析了本文方法与插削角优化法的误差分布规律,验证了本文提出插齿刀齿形设计方法的可行性;(2)分析了本文所提插齿刀结构参数,给出了插齿刀齿数、前角、后角、变位系数和插齿刀厚度等设计参数的选取方法;根据变齿厚内齿轮设计参数,编写了插齿刀齿面点集计算程序,建立了插齿刀三维实体模型;(3)分析了设计参数的变化对变齿厚内齿轮加工精度的影响,并与插削角优化法进行对比,进一步验证本文方法的有效性;研究了工艺参数对齿轮加工精度的影响规律,为变齿厚内齿轮的加工工艺优化提供了理论依据;(4)基于加工仿真原理,建立了插齿加工仿真模型,编制了加工数控程序;使用本文设计的插齿刀对不同设计参数和工艺参数的齿轮进行加工仿真;对仿真结果与理论计算结果进行对比分析,验证插齿刀设计和理论计算结果的正确性。

张伟峰[4](2020)在《空间天线展开机构的设计及热变形分析》文中研究指明空间天线展开机构是卫星天线系统的重要组成部分,随着卫星天线的迅速发展,卫星天线对展开机构的要求也愈加增高。天线展开机构为天线伸展提供动力,它能否控制卫星天线平稳、准确的展开到指定的状态,直接影响着整个卫星是否能够正常工作。现如今国内外出现了各式各样的天线展开机构,本文在分析各种天线展开机构的优缺点的基础上,按照天线对展开机构的要求研究了一种由双电机共同驱动的天线展开机构。通过分析天线展开机构的功能和性能设计要求,对天线展开机构的工作原理进行了详细的分析,确定了机构的实行方案和主要组成部分:电机、减速机构、合成机构以及自锁机构。通过分析每个组成部分的强度和功能要求,设计出其传动系统,进而对每个部分内部的零件进行参数设计,初步完成空间天线展开机构的设计。其次,对机构中的主要零件进行了理论上的强度校核计算,并通过ANSYS仿真分析软件完成了对行星齿轮啮合、蜗杆蜗轮啮合的瞬态动力学分析。在稳定温度场条件下,对渐开线齿轮基圆的热变形进行分析,得到变形后的渐开线齿轮齿廓的计算表达式。进而在此基础上分析在齿轮啮合时,温度对齿轮之间法向侧隙的影响,提出齿轮热变形之后齿轮副之间法向侧隙的计算表达式。针对空间天线展开机构内部的齿轮进行ANSYS热力学仿真分析,计算齿轮的热变形量,以及在齿轮变形之后,各齿轮副的径向间隙和法向侧隙。通过强度校核和热变形计算,对初步完成的空间天线展开机构进行结构优化,得到最终的展开机构。此外本文中对空间天线展开机构进行了工装试验,测试其整个机构的传动效率和输出转速。考虑双电机中某一电机突然损坏这一可能情况,测量其机构在突发状况下,重新达到稳定运动所需的时间,及机构稳定后的输出转速和传动效率。

吴伟云[5](2019)在《圆弧齿形低噪音齿轮液压泵研制》文中研究表明齿轮泵结构简单、效率高、价格便宜,作为液压系统的动力元件,被广泛应用于机床、航空、造船和工程机械等各个行业。然而,随着压力的升高,齿轮泵内部泄漏量加大、效率降低、噪音增大,严重影响了齿轮泵的性能。在封闭性车间、试验室、船舶及车辆设备等应用场合,齿轮泵不仅需要满足效率和工作压力的需求,还要符合低噪音要求。通过市场调查,本文根据市场关于低噪音齿轮液压泵的需求,研制了圆弧齿形低噪音齿轮泵。经过对齿轮泵噪音产生的根源进行分析,发现压力脉动、气穴与困油是齿轮泵产生噪音的主要原因。在深入研究齿轮啮合原理的基础上,总结已有研究成果和实践经验,选择“圆弧-渐开线-圆弧”齿形的螺旋圆弧齿轮作为圆弧齿形低噪音齿轮泵的齿轮,确定了螺旋圆弧齿轮端面齿形的曲线方程。通过设计计算,确定了螺旋圆弧齿轮的模数、齿数、宽度、压力角、螺旋角等参数,设计绘制了齿轮的端面齿形曲线。以齿形曲线方程为基础,对齿轮受到的液压力、啮合力进行分析与计算,得到了齿轮所受到的径向力与轴向力的大小和方向。对圆弧齿形低噪音齿轮泵主要零件进行了设计,绘制了圆弧齿形低噪音齿轮泵的总装图和主要零件图。制定了主要零件的加工工艺,完成了零件的加工制造。对齿形的加工轨迹进行了仿真模拟,与加工中心相结合,完成了齿轮轴的加工制造。根据总装图的设计要求及齿轮泵装配规范,完成了圆弧齿形低噪音齿轮泵样机的装配与调试。根据国家和行业相关标准,制定了圆弧齿形低噪音齿轮泵的测试方案,研制了齿轮泵测试试验台。根据测试方案对样机的效率、压力及噪声等数据进行实验测试。通过对测试数据进行分析发现,圆弧齿形低噪音齿轮泵的容积效率和压力脉动情况优于渐开线齿轮泵。圆弧齿形低噪音齿轮泵的最大噪音值比渐开线齿轮泵小12dB(A)。实验结果表明,所研制的圆弧齿形低噪音齿轮泵达到了设计要求。

马自勇[6](2019)在《直齿圆柱齿轮轴向滚轧成形基础理论与实验研究》文中进行了进一步梳理齿轮滚轧成形是一种较为先进的无屑加工方法,它利用一个或多个同向旋转轧轮带动工件旋转,同时径向或轴向进给挤压工件表面,使其金属产生塑性流动从而获得特定尺寸与形状的齿轮,具有加工效率高、材料耗费少、表面质量和使用性能好等优点,符合现代齿轮高效、精密、绿色的生产理念。本文在对直齿圆柱齿轮轴向滚轧自由分齿原理及轧制精度分析的基础上,提出了强制分齿式轴向滚轧成形新工艺,并对齿轮展成原理、自由分齿误差、材料流动机理、工件轮齿长高、轧轮设计方法、实验机床研制以及轧件精度进行了研究,为直齿圆柱齿轮的高效制造提供了重要的理论依据与技术支撑。主要研究内容如下:(1)开展了直齿圆柱齿轮轴向滚轧自由分齿误差溯源研究:包括推导轴向滚轧自由精确分齿条件;建立工件初始直径、轧轮初始相位、重合度与齿距误差的数学模型;通过理论分析、有限元仿真以及滚轧实验,验证了所述齿距误差评估模型的有效性。为了在保持轧轮通用性的同时,将上述因素对分齿误差的影响降至最低,提出了直齿圆柱齿轮强制分齿式轴向滚轧成形新工艺。(2)研究了劈-挤-轧复合作用下轴向滚轧材料流动机理:包括建立被轧工件齿底材料在径向和周向流动的预测模型,以及齿面材料流动的预测模型,通过相对滑动距离描述材料的流动趋势;利用DEFORM软件中的点追踪功能分析了被轧工件材料在轴向、径向和周向的流动速度和位移,找到了相关缺陷形成的根本原因及其所处位置;基于薄片法和网格实验法分析被轧工件材料的流动路径,以及材料流动对微观组织的影响,为后续工件轮齿长高分析与轧轮几何设计提供依据。(3)进行了工件齿顶缺陷形成与轮齿长高影响因素研究:包括构建基于有效齿顶圆的工件轮齿长高系数模型,研究了工件齿数、齿高系数、顶隙系数、模数、齿宽、端面凸起量、压力角、齿顶缺陷以及齿根圆角等参数对轮齿长高系数的影响规律;借助模拟软件分析工件齿数、模数、压力角以及材料对轧件齿顶圆的影响,进而给出不同条件下长高系数的推荐值;利用滚轧实验对所建立模型进行验证,证明了该模型的有效性,为工业生产时轧件尺寸的确定提供新方法。(4)完成了直齿圆柱齿轮轴向滚轧轮几何设计并进行了滚轧实验研究:包括根据齿轮轴向滚轧成形特点,确定轧轮结构形式;建立轧轮切入段锥角、精整段齿全高、精整段以及退出段变位系数求解模型,并分析轧轮几何参数对滚轧过程的影响;室温拉伸实验获取冷作模具钢DC53力学性能;利用制造的DC53轧轮开展滚轧实验,对所提出的轧轮设计方法进行验证,为后续开展相关实验提供工具。(5)研制了圆柱齿轮滚轧成形机床,并对轧件精度进行了检测与分析:包括齿轮滚轧机床的工件装夹、轧轮相位调整、轧轮同步旋转等机械结构设计,液压系统原理设计,以及由该机床滚轧成形的20CrMnTi轧件精度检测与分析。结果表明,轧件单个齿距偏差、齿廓总偏差、齿廓形状误差均为7级,齿廓倾斜偏差与径向跳动为8级,齿距累积总偏差为9级,公法线变动量为10级。

韩振华[7](2019)在《复合摆线齿轮啮合理论研究》文中研究说明摆线是应用最早的齿廓曲线,广泛应用于罗茨泵、螺杆压缩机、钟表、计量仪器仪表、摆线针轮减速器、少齿差摆线泵等重要领域。然而,摆线外啮合齿轮传动的齿根承载能力低、重合度小,不适于动力传动;摆线针轮少齿差行星传动存在着针摆啮合角大、转臂轴承可靠性低、针齿均布位置度要求高等问题,影响着传动性能的提升。共轭齿廓曲线在很大程度上决定着齿轮传动性能,通过研究新齿形的几何设计理论与啮合理论,以期改善上述传统传动形式的不足、提高传动性能,是解决问题的关键。本文提出用等效连杆机构运动产形轨迹曲线阐释摆线几何成形原理,利用连杆机构演化得到了具有较强几何可控性的复合摆线,以此为啮合几何元素构造齿廓曲线,进而提出了高性能的齿轮传动形式—复合摆线外啮合圆柱齿轮副与复合摆线少齿差行星齿轮副,围绕齿轮啮合理论,重点开展复合摆线齿轮的齿廓曲线几何产形原理、基本啮合原理、啮合特性、力学承载特性与行星传动结构设计等研究。相关研究内容是齿轮基础理论研究的重要环节,具有重要的理论意义和工程应用价值。本文的主要研究工作如下:(1)开展了可用于齿轮传动齿廓曲线的复合摆线几何理论研究:推演了摆线成形几何原理,揭示了摆线演化的几何机制,提出了摆线成形原理的等效二连杆机构末端运动轨迹的转化方法;增加杆件数量,引入了摆线阶数概念定义新型摆线类型,提出了n+1连杆机构的广义n阶摆线产形轨迹;分析并讨论了n阶摆线可用于平行轴外啮合传动齿轮、少齿差行星传动内齿轮齿廓曲线需满足的几何条件;提出了n+1连杆机构的n阶外摆线、n阶内摆线与n阶复合摆线产形运动规律,推导并建立了摆线方程中各变量与齿廓设计参数的数学关系模型,通过齿廓方程变量定性分析与齿廓实例定量分析,研究了复合摆线作为齿廓曲线的几何特性,研究结果表明四阶复合摆线具有较强的几何可控性和传动齿廓曲线的应用潜力。(2)开展了复合摆线外啮合圆柱齿轮啮合理论研究。运用微分几何,推导了复合摆线外啮合齿轮副的啮合方程、共轭齿廓方程与啮合线方程,从而建立基本啮合原理。在此基础上,研究了齿轮副的压力角、重合度、曲率、根切与滑动率等啮合特性,建立了齿轮实体模型,利用有限元法分析了齿轮副承载性能。研究结果得到了分度圆压力角与齿形调控系数的关系,同时,齿轮副在传动过程中具有凹凸齿面线接触传动、较高重合度与极小滑动率等啮合特性优势,以及相对较高的弯曲强度和接触强度。(3)开展了复合摆线外啮合齿轮传动效率实验研究。为准确测定齿轮副传动效率,针对标准FZG齿轮试验台加载扭矩测试精度不高、双转速控制等不足之处,提出了基于FZG试验台的双扭矩变转速齿轮实验方案,即实验齿轮箱小齿轮端增加扭矩传感器,以精确测试加载扭矩,同时采用大功率高转速伺服电机,实现多转速工况测试。搭建了试验台,加工了复合摆线齿轮副样件,在试验台上测试了不同载荷等级与转速工况下的传动效率,并与传统渐开线齿轮对比评价,结果表明新型齿轮副传动效率较高,具有工程应用价值,验证了该新型齿轮副可用于动力传动的基本条件,获得了关于新型复合摆线外啮合齿轮传动的基础实验数据。(4)开展了复合摆线内齿型少齿差行星齿轮啮合理论研究。推导了齿轮副的啮合方程、少齿差行星共轭齿廓方程与啮合线方程,建立了基本啮合原理。以此为基础,提出了复合摆线内齿齿廓啮合界限点与实际啮合齿廓的求解方法,以及基于参量转化的啮合界限特性分析方法,并建立了共轭齿廓曲线无奇异点的根切判定方程,研究结果分别为内齿齿根优化、共轭齿廓无根切设计提供了有效的理论方法。研究了齿轮副的啮合线、重合度、压力角、诱导法曲率与滑动率等啮合特性,提出了诱导法曲率与滑动率的啮合区间敏感性分析方法,揭示了啮合特性关于齿形调控参数的变化规律,结果表明齿轮副具有优异的啮合特性,评价了齿轮副的多齿啮合特性、传力特性、润滑与承载特性及抗磨损特性等传动性能。建立了齿轮副实体模型,利用有限元法分析得到了新型齿轮具有相对较低的接触应力。对复合摆线齿廓的变曲率特性与啮合理论进行扩展,提出了变曲率椭圆内齿型少齿差行星齿轮副,通过示例验证了新型齿轮基本啮合原理的正确性与普适性。(5)开展了多种复合摆线少齿差行星传动结构的设计方法研究。基于复合摆线少齿差行星齿轮啮合理论研究结果得到的啮合特性优势,以该齿轮副为核心传动部件,考虑传动比范围、传动效率、轻量化、几何设计空间与承载性能,构建行星传动方案、设计传动机构,完成了N型、NN型与RV型少齿差行星传动结构设计,并在此基础上进行了传动结构创新设计:提出了新型钢球环槽式N型双行星轮传动;基于钢球作为滚动体的传动介质属性进行扩展,提出了圆柱、圆锥环槽式N型双行星轮传动;基于NN型多级行星传动观点,提出了销轴式NN型传动;考虑功率分流、多源动力输入、改善曲柄轴扭转偏载与提高少齿差输入扭矩稳定性,提出了两级分流型RV传动。针对不同的结构形式,完成了相应的设计实例,为新型复合摆线齿轮的工程应用提供了结构设计方法。

韦乐余[8](2019)在《谐波减速器柔轮疲劳特性分析及啮合刚度研究》文中认为谐波减速器是轻型工业机器人不可或缺的关键部件,但高端产品仍然大量依赖进口,为助力我国摆脱关键核心技术“卡脖子”的困境,形成谐波减速器的自主创新能力,论文针对谐波齿轮减速器柔轮应力、疲劳寿命、可靠性等特性以及啮合刚度进行研究,完成的主要工作及创新如下:(1)以CSF25型谐波齿轮减速器为原型机,基于包络理论拟合获得刚轮齿廓,建立了柔轮应力理论修正计算公式。采用逐次逼近法,完成了柔轮六种递进模型的有限元计算,结果表明,当径向变形量与模数相等时,长轴区域是最有利的啮合区域;靠近柔轮杯底的齿根处各向应力值最大,随着模型向实际结构的逼近,各向应力逐渐增加,且周向应力增幅较大。基于分析结果设计了双圆弧柔轮齿形。(2)利用正交设计法,对柔轮长度、齿圈厚度、柔轮壁厚、齿宽、齿根过渡圆角等主要结构参数进行组合,对其进行疲劳寿命分析,提取各结构参数下柔轮的最大等效应力和疲劳循环次数的拟合曲线,通过极差分析和方差分析得到了各结构参数对应力和疲劳寿命的影响规律。研究结果表明,柔轮长度和齿宽对柔轮应力和疲劳寿命的影响较大,且具有一定的单调性;在所选参数范围内各参数对柔轮疲劳寿命的影响程度由大到小依次为:长度、齿宽、齿根过渡圆角、齿圈厚度、柔轮壁厚。(3)采用Monte Carlo模拟法对谐波齿轮减速器柔轮进行可靠性分析,克服了柔轮可靠度计算中难以获得大样本数据的难题,模拟得到柔轮弯曲疲劳可靠度为88.64%,与数值积分法计算结果相差0.10%,验证了Monte Carlo模拟法计算柔轮可靠度的正确性。(4)建立了柔轮的单齿啮合刚度公式和谐波齿轮传动啮合刚度分析模型,基于有限元加载接触分析原理,开展一次接触和两次加载分析研究,计算柔轮啮合区轮齿啮合刚度及综合啮合刚度,研究了啮合刚度对柔轮扭转刚度的影响,获得柔轮和刚轮的接触变化规律。(5)利用精密机器人综合性能试验平台对所研制的谐波齿轮减速器样机进行了空载、启动转矩、传动误差、扭转刚度、空程、传动效率等项目检测,传动误差、扭转刚度、传动效率等相关性能指标均满足设计要求,验证了柔轮特性分析及结构参数优化的可行性和正确性。上述研究成果丰富了谐波减速器柔轮设计技术和理论,提供了一种利用Monte Carlo法对谐波减速器柔轮进行疲劳性能分析的新思路,为精密谐波齿轮减速器的设计制造提供技术支持。

张录合[9](2019)在《曲线对构齿轮啮合特性及加工方法研究》文中认为通常来说,影响齿轮传动性能的因素有材料、热处理、制造精度、润滑状态及啮合齿面等。其中,啮合齿面是动力变换的直接作用面,是影响齿轮传动性能的关键因素。而传统的渐开线齿轮传动、圆柱蜗杆传动及锥齿轮传动等都是以曲面共轭原理为基础发展而来。基于这一原理,国内外现已建立了从共轭齿面求解到齿面性质分析的较为系统、全面的体系。但是生产和科学技术的发展使得现有齿轮传动逐渐难以满足更高传动性能的要求,尽管众多学者从不同角度提出解决问题的方法,但仍未从根本上实现有效提高。因此,从几何学的研究入手,突破传统共轭曲面原理的限制,开展新型啮合理论的研究具有重要的意义。陈兵奎等从最基本的几何元素曲线与曲面入手,突破现有共轭曲面啮合原理的限制,通过揭示几何元素曲线、曲面之间的啮合关系,创造性地提出新型齿轮,并称之为对构齿轮。根据啮合方式的不同又分为:线面对构齿轮及曲线对构齿轮。本文以曲线对构齿轮为目标,展开相关研究。论文的主要研究内容如下:(1)给出了共轭曲线的基本定义及曲线共轭接触应满足的基本条件;对曲线啮合的相对运动速度以及法矢量的关系进行了研究,在此基础之上推导出曲线共轭啮合的啮合方程及啮合线方程;对曲线共轭啮合的几何特性进行了研究,提出共轭曲线的密切面建模方法及密切面方程;随后提出共轭曲线曲率及挠率的一般计算方法。(2)对曲线共轭啮合的接触特性进行了研究,并以圆柱螺旋线为例分析并研究了其共轭曲线;之后对对构齿轮的正确啮合条件及轮齿齿面应满足的基本要求进行了研究;基于齿面构建的基础理论,对法向等距曲线包络法、齿轮齿条法及法向齿廓运动法进行了研究,并推导了轮齿齿面方程。(3)基于齿轮传动的基本要求,给出了对构齿轮齿形设计的基本准则,并给出了齿形相关参数的基本定义;对切齿刀具齿形进行研究,给出基于展成法的滚齿、蜗杆磨齿,以及基于成形法的成形磨齿等对应的刀具齿形的求解原理及方法;提出基于PRO/E软件的参数化精确建模方法。(4)针对齿面的曲率问题,对齿面法曲率、诱导法曲率及短程挠率进行了研究,并对配对齿面间的主曲率及法曲率关系进行了探讨,给出了它们之间的关系式;对配对齿面间的干涉问题进行了分析,提出避免产生干涉问题的解决方法,并提出了不产生根切的最小齿数的计算方法;针对对构齿轮齿面点接触的特点,提出了对构齿面滑动率计算的理论模型及方法;针对构齿齿轮齿面啮合特性,建立了其弹性变形基本方程,并对两齿面接触时接触椭圆的大小及方向进行了论述。(5)对适用于对构齿轮的加工及检测方法进行了研究,并分别用滚削、铣削及磨齿这三种方法加工了齿轮试样,之后选取FLENDER工业齿轮箱和对构齿轮分别进行了传动效率、承载能力的实验,实验结果表明在相同的实验条件下,对构齿轮具有更高的传动效率以及更强的承载能力,为对构齿轮的大规模工程应用奠定实验基础。

高婷[10](2019)在《非圆齿轮精度评价与偏差测量方法研究》文中研究指明与传统的连杆机构和凸轮机构相比,非圆齿轮具有传动平稳、结构紧凑、易于实现动平衡等优点,可根据实际运动需求进行设计,以实现变传动比,精确高效地完成非线性传动,在仪器仪表、轻工纺织、液压马达、农用机械、造纸印刷等领域均有广泛应用。随着计算机技术、数控加工技术以及CAD/CAM技术的发展,非圆齿轮设计和制造中的难题有了较好的解决方法,此外工程实际中对非线性传动机构的需求不断增多,这些因素都为非圆齿轮提供了广泛的研究与应用前景。目前,国内外关于非圆齿轮几何精度测量方面(形状误差的检测、工艺误差的分析等)的研究较少,非圆齿轮的测量技术和检测仪器尚处于研究初期。没有完整的精度评价体系,没有有效的偏差测量方法,没有专用的齿轮检测设备,是非圆齿轮精度测量研究的现状,想要非圆齿轮得到更好的应用与推广,就必须解决这些问题。本课题的来源是国家自然科学基金项目“高阶多段变性椭圆拟合自由节曲线的非圆齿轮制造及适应性设计研究”(编号:51275147)。结合项目中的研究内容与研究工作,本文对非圆齿轮的加工理论、精度评价和偏差测量等相关问题进行了全面而系统的研究,主要研究工作如下:(1)根据非圆齿轮的齿廓形成原理,建立非圆齿轮加工的数学模型与运动模型。分析非圆齿轮滚齿加工原理,分别建立直齿、斜齿非圆柱齿轮的滚齿加工数学模型,建立相应的运动模型并进行动态仿真。分析非圆齿轮插齿加工原理,分别建立直齿、斜齿非圆柱齿轮、非圆锥齿轮的插齿加工数学模型,建立相应的运动模型并进行动态仿真。结合电子齿轮箱技术,将运动模型应用于齿轮加工机床,实现非圆齿轮的数控加工。(2)提出获取高精度非圆齿轮齿廓的方法,并分析齿廓特性。利用共轭曲面理论建立非圆齿轮齿廓数学模型。提出通过虚拟加工与样条插值来快速获取高精度非圆齿轮齿廓曲线的方法:根据非圆齿轮滚齿、插齿加工数学模型,对非圆齿轮进行虚拟加工,获取非圆齿轮三维模型,提取三维模型的齿廓点,利用样条插值方法获取齿廓曲线,通过截断误差分析插值精度。求解非圆齿轮的基曲线,在此基础上分析非圆齿轮齿廓的渐开线特性。(3)确定非圆齿轮偏差项目,建立精度评价体系,拟定精度评价标准。在分析非圆齿轮加工误差成因的基础上,确定非圆齿轮的偏差项。分别建立非圆齿轮二维、三维精度评价体系,提出精度评价与误差求解的方法。拟定非圆齿轮精度评价标准,进行基本参数设定、公差组划分、精度等级划分等。(4)根据分析所得的非圆齿轮齿廓特性,提出非圆齿轮偏差测量方法。定义初始转角偏差,并提出测量初始转角偏差的方法。总结非圆齿轮综合偏差测量方法,设计单面啮合、双面啮合测量模型,在此基础上建立全啮合测量模型。分析非圆齿轮单项偏差的传统测量方法的可行性,分别提出可行的齿廓、齿向、齿距偏差测量方法。(5)针对非圆齿轮偏差测量中的测量路径规划、测头半径补偿、不确定度分析等关键问题,分别提出实现方法,并进行实验验证。对提取的齿廓点进行密化处理与法向偏置处理,获得测头的测量路径。分析一维测头、三维测头的工作原理,给出相应的半径补偿方法。在现有平台上对测量方法的可行性进行验证。总结测量不确定度的评定与分类,提出非圆齿轮综合偏差与单项偏差的测量不确定度求解方法。

二、精密小模数少齿数齿轮齿形的设计与加工(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、精密小模数少齿数齿轮齿形的设计与加工(论文提纲范文)

(1)等高齿螺旋锥齿轮及其精密锻模的三维自动化建模(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 等高齿螺旋锥齿轮的研究现状
        1.2.1 等高齿螺旋锥齿轮建模方法的研究现状
        1.2.2 模具建模与精密锻造技术的研究现状
        1.2.3 UG/Open GRIP的应用现状
        1.2.4 目前研究中存在的问题
    1.3 课题背景与意义
    1.4 课题研究内容与研究方法
第2章 等高齿螺旋锥齿轮的参数方程的建立
    2.1 引言
    2.2 球面渐开线
        2.2.1 球面渐开线的性质
        2.2.2 球面渐开线方程的建立
    2.3 齿形螺旋线
        2.3.1 延伸外摆线的形成与性质
        2.3.2 任意一点螺旋角的计算
        2.3.3 假想平面齿轮齿数的计算
        2.3.4 铣刀刀位与中点螺旋角的关系
        2.3.5 齿形螺旋线的平面极坐标方程的计算
        2.3.6 齿形螺旋线的空间直角坐标方程的计算
    2.4 等高齿螺旋锥齿轮的几何计算
        2.4.1 节圆与基圆的参数计算
        2.4.2 齿顶圆与齿根圆的参数计算
    2.5 N型齿与G型齿的刀位计算及齿形修正
        2.5.1 N型齿的刀位计算
        2.5.2 G型齿的刀位计算
        2.5.3 N型齿与G型齿的齿形修正
    2.6 本章小结
第3章 基于UG/Open GRIP的齿轮模型的建模
    3.1 引言
    3.2 齿轮三维模型的构建
        3.2.1 齿轮基体的构建
        3.2.2 齿形实体的构建
        3.2.3 齿根圆角的构建
    3.3 锻造余量的添加
        3.3.1 齿形齿宽余量与齿轮基体余量的添加
        3.3.2 齿面余量的添加
        3.3.3 齿根余量与齿顶余量的添加
    3.4 齿轮的修整
        3.4.1 小端齿顶的修整
        3.4.2 大端的修整
        3.4.3 拔模斜度的添加
    3.5 锻造圆角的构建
        3.5.1 齿轮基体的圆角构建
        3.5.2 齿形的圆角构建
    3.6 飞边的设计
    3.7 温度对锻件尺寸的影响
    3.8 锻件和模具弹性变形的影响
    3.9 工具栏菜单的制作
        3.9.1 配置调用环境
        3.9.2 可执行文件的调用
    3.10 齿轮模型建模的运行结果
        3.10.1 齿轮三维实体模型的运行结果与对比
        3.10.2 齿轮锻件模型的运行结果
    3.11 本章小结
第4章 基于UG/Open GRIP的等高齿精密锻模设计
    4.1 引言
    4.2 精密锻模的结构设计
        4.2.1 模架、模块与导向装置
        4.2.2 齿形模的结构
        4.2.3 预应力组合凹模结构
        4.2.4 精密锻模的二维示意图
    4.3 精密锻模三维实体模型的建模
        4.3.1 顶杆的建模
        4.3.2 模块的建模
        4.3.3 预应力圈的建模
        4.3.4 垫板的建模
        4.3.5 压圈的建模
        4.3.6 模座的建模
        4.3.7 导套与导柱的建模
    4.4 螺纹孔与螺栓的建模
        4.4.1 子程序的调用
        4.4.2 螺纹的基础内容
        4.4.3 螺纹函数的构建
        4.4.4 螺纹孔的建模
        4.4.5 螺栓的建模
    4.5 自动化建模的运行结果
    4.6 本章小结
第5章 等高齿螺旋锥齿轮的锻造工艺性研究
    5.1 引言
    5.2 20CrMnTiH钢的高温热变形行为
        5.2.1 试验方案
        5.2.2 本构方程的模型
        5.2.3 热加工图
    5.3 锻造模拟仿真前的分析建模
        5.3.1 加工温度和应变速率的选择
        5.3.2 20CrMnTiH钢的材料性能参数
        5.3.3 模具材料性能参数
        5.3.4 模具齿形不均匀弹性变形的影响
        5.3.5 仿真模具的建模
        5.3.6 坯料截面形状的设计
    5.4 等高齿螺旋锥齿轮的热锻工艺模拟
        5.4.1 DEFORM仿真模拟参数设置
        5.4.2 坯料截面参数的选择
    5.5 热锻工艺模拟结果分析
        5.5.1 成形效果分析
        5.5.2 等效应力分析
        5.5.3 载荷分析
        5.5.4 模具应力与变形分析
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间完成的论文和软件
攻读硕士学位期间参与的科研项目
学位论文评阅及答辩情况表

(2)基于多级修形齿形的谐波减速器啮合性能仿真分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和应用价值
        1.1.1 谐波减速器的发展
        1.1.2 谐波减速器传动的组成及工作原理
        1.1.3 谐波减速器的应用价值
    1.2 谐波减速器的国内外研究现状
        1.2.1 谐波减速器齿形的研究现状
        1.2.2 谐波减速器制造误差的研究现状
        1.2.3 齿轮接触分析的研究现状
    1.3 本文的主要内容
2 齿形特性分析及多级修形齿形构造
    2.1 齿形计算及特性比较分析
        2.1.1 齿形的计算及推导
        2.1.2 渐开线与双圆弧齿形比对模型
        2.1.3 两齿形差异比较
        2.1.4 其他齿形曲线特性分析
    2.2 齿轮修形原理及修形依据
        2.2.1 齿轮修形原理
        2.2.2 齿形修形偏差量的确定
    2.3 多级修形齿形曲线的构造
    2.4 本章小结
3 多级修形齿形的谐波减速器三维建模
    3.1 谐波减速器三维模型的建立
        3.1.1 选型及参数计算
        3.1.2 三维模型的生成
    3.2 谐波减速器多级修形齿形三维模型的建立
        3.2.1 误差建模理论
        3.2.2 齿形偏差数据点提取及齿面生成
    3.3 本章小结
4 多级修形齿形的谐波减速器有限元分析
    4.1 理想模型及误差模型的有限元模型建立
        4.1.1 模型导入及柔轮变形函数计算
        4.1.2 有限元环境搭建及模型优化
    4.2 接触应力仿真分析
    4.3 本章小结
5 多级修形齿形的谐波减速器TCA分析
    5.1 实际接触区域的啮合仿真
        5.1.1 刚轮柔轮啮合坐标系的建立
        5.1.2 TCA分析模型的建立
        5.1.3 接触区域的计算及绘制
    5.2 齿侧间隙的仿真
        5.2.1 啮合间隙的计算模型
        5.2.2 啮合间隙的仿真
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
致谢

(3)精密插削渐开线变齿厚内齿轮插齿刀设计与研究(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 课题来源及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 变齿厚齿轮传动性能研究
        1.2.2 变齿厚齿轮加工研究
        1.2.3 插齿刀设计研究
    1.3 论文的主要研究内容及技术路线
2 精密插削变齿厚内齿轮插齿刀齿形设计
    2.1 引言
    2.2 斜插法加工原理及误差分析
        2.2.1 加工原理
        2.2.2 标准刀具斜插法
        2.2.3 插削角优化法
    2.3 精密插削变齿厚内齿轮插齿刀齿廓设计
        2.3.1 变齿厚内齿轮齿面方程
        2.3.2 加工坐标系建立
        2.3.3 坐标转换
        2.3.4 啮合方程求解
        2.3.5 加工后齿面方程
        2.3.6 插齿刀齿廓参数的确定
    2.4 加工误差对比分析
    2.5 小结
3 精密插削变齿厚内齿轮插齿刀结构设计
    3.1 引言
    3.2 插齿刀结构参数设计
        3.2.1 插齿刀齿数的确定
        3.2.2 插齿刀前角与后角的确定
        3.2.3 插齿刀变位系数的选取
        3.2.4 插齿刀厚度的确定
        3.2.5 其它结构参数
    3.3 插齿刀设计实例
    3.4 小结
4 设计参数和工艺参数对齿轮加工精度的影响
    4.1 引言
    4.2 设计参数对齿轮加工精度的影响
        4.2.1 设计倾角对齿轮加工精度的影响
        4.2.2 齿数对齿轮加工精度的影响
        4.2.3 模数对齿轮加工精度的影响
    4.3 工艺参数对齿轮加工精度的影响
        4.3.1 插削角误差对齿轮加工精度的影响
        4.3.2 刀具轴线误差对齿轮加工精度的影响
    4.4 小结
5 插齿加工仿真
    5.1 引言
    5.2 加工仿真原理
    5.3 仿真模型建立
        5.3.1 插齿机床本体模型建立
        5.3.2 毛坯和刀具模型建立
        5.3.3 控制系统与数控编程
    5.4 加工仿真与分析
        5.4.1 加工仿真
        5.4.2 加工仿真结果分析
    5.5 小结
6 结论与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续研究工作展望
参考文献
附录
    A 作者在攻读硕士学位期间获得的科研成果
    B 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目
    C 作者在攻读硕士学位期间科技竞赛获奖情况
    D 学位论文数据集
致谢

(4)空间天线展开机构的设计及热变形分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题背景及目的
    1.3 国内外发展现状
    1.4 研究内容
第二章 空间天线展开机构方案设计
    2.1 空间天线展开机构方案分析
        2.1.1 展开机构的功能及性能要求
        2.1.2 空间天线展开机构方案分析
    2.2 空间天线展开机构方案确定
        2.2.1 自锁机构的选取和设计
        2.2.2 合成机构的参数设计
        2.2.3 减速机构的参数设计
        2.2.4 电机选取
    2.3 本章小结
第三章 空间天线展开机构强度校核
    3.1 零件静强度校核
    3.2 三维模型建立与瞬态动力学分析
        3.2.1 齿轮4与内外齿圈的瞬态动力学分析
        3.2.2 行星齿轮2与中心轮1的瞬态动力学分析
        3.2.3 蜗轮蜗杆的瞬态动力学分析
    3.3 本章小结
第四章 展开机构齿轮热变形计算
    4.1 平均膨胀系数
    4.2 典型零件的热变形理论
        4.2.1 热弹性力学方程
        4.2.2 齿轮基圆内温度场
        4.2.3 圆盘式薄齿轮热变形理论计算
        4.2.4 圆柱式厚齿轮热变形理论
        4.2.5 理论齿廓热变形
    4.3 温度变化对齿轮侧隙的影响
        4.3.1 齿轮副法向侧隙的增量
    4.4 本章小结
第五章 展开机构的热仿真
    5.1 测量齿间间隙
    5.2 单个齿轮热仿真分析
    5.3 齿轮副热仿真分析
    5.4 本章小结
第六章 展开机构运动参数测试实验
    6.1 空间天线展开机构实验
    6.2 空间天线展开机构的强度校核
    6.3 热变形测量方法
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢

(5)圆弧齿形低噪音齿轮液压泵研制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 圆弧齿形低噪音齿轮泵研究现状
        1.2.1 齿轮泵降噪音研究现状
        1.2.2 圆弧齿形低噪音齿轮泵研究现状
    1.3 本文研究内容
第2章 圆弧齿形低噪音齿轮泵的齿形及参数设计
    2.1 齿形确定
    2.2 齿形方程
    2.3 齿轮泵参数的确定与计算
        2.3.1 齿轮泵参数的确定
        2.3.2 齿轮螺旋角确定
    2.4 齿轮齿形模型
    2.5 齿轮的受力分析
        2.5.1 齿轮轴啮合力
        2.5.2 齿轮泵液压力分析
        2.5.3 径向力计算
        2.5.4 轴向力计算
    2.6 本章小结
第3章 主要零件结构设计
    3.1 齿轮轴设计
        3.1.1 齿轮轴材料选择
        3.1.2 齿轮轴设计计算
    3.2 轴承及滑动轴套设计
    3.3 齿轮泵泄漏分析
    3.4 泵盖及泵体设计
        3.4.1 泵盖设计
        3.4.2 泵体设计
    3.5 本章小结
第4章 主要零件加工工艺
    4.1 齿轮轴加工
        4.1.1 齿轮轴加工工艺
        4.1.2 齿形加工
        4.1.3 加工要求
    4.2 泵盖及泵体加工
        4.2.1 泵盖加工工艺
        4.2.2 泵体加工工艺
        4.2.3 加工要求
    4.3 检测
    4.4 样机装配
        4.4.1 装配工艺
        4.4.2 装配要求
        4.4.3 装配质量检验
    4.5 本章小结
第5章 测试试验台研制及测试方案设计
    5.1 测试试验台设计
        5.1.1 测试试验台液压系统原理设计
        5.1.2 测试试验台硬件系统设计
        5.1.3 测试试验台软件系统设计
    5.2 测试方案设计
        5.2.1 测试内容及方法
        5.2.2 噪音检测点的确定
    5.3 本章小结
第6章 圆弧齿形低噪音齿轮泵性能测试与分析
    6.1 圆弧齿形低噪音齿轮泵性能测试
    6.2 数据分析
        6.2.1 容积效率计算与分析
        6.2.2 压力对比分析
        6.2.3 噪音对比分析
    6.3 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
致谢
学位论文评阅及答辩情况表

(6)直齿圆柱齿轮轴向滚轧成形基础理论与实验研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
符号列表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 滚轧成形工艺研究
        1.2.1 楔横轧工艺
        1.2.2 径向滚轧工艺
        1.2.3 轴向滚轧工艺
    1.3 滚轧模具设计方法研究
    1.4 塑性成形材料流动研究
    1.5 课题来源、研究目的与主要研究内容
        1.5.1 课题来源与研究目的
        1.5.2 主要研究内容
2 圆柱齿轮展成滚轧基本原理
    2.1 引言
    2.2 齿轮展成滚轧概述
    2.3 齿轮轴向滚轧过程
    2.4 工件-轧轮展成运动形成条件
    2.5 轧轮初始相位调整原理与方法
        2.5.1 轧轮相位调整原理
        2.5.2 轧轮相位调整方法
    2.6 小结
3 齿轮轴向滚轧自由分齿误差溯源
    3.1 引言
    3.2 轴向滚轧自由分齿条件
    3.3 分齿误差模型研究
        3.3.1 齿距误差与工件尺寸偏差的映射关系
        3.3.2 齿距误差与轧轮相位偏差的映射关系
        3.3.3 齿距误差与重合度的映射关系
    3.4 分齿误差理论研究
        3.4.1 工件初始直径偏差的影响分析
        3.4.2 轧轮齿初始相位偏差的影响分析
        3.4.3 重合度的影响分析
    3.5 数值模拟与实验验证
        3.5.1 模拟方法与边界条件
        3.5.2 实验方法
        3.5.3 结果与讨论
    3.6 强制分齿方案确定
    3.7 小结
4 劈-挤-轧复合作用下轴向滚轧材料流动机理研究
    4.1 引言
    4.2 工件材料性能要求
    4.3 工件齿廓成形特点
    4.4 工件材料流动模型构建
        4.4.1 齿底材料周向流动
        4.4.2 齿底材料径向流动
        4.4.3 齿面材料流动
    4.5 工件材料流动数值模拟研究
        4.5.1 轴向流动规律分析
        4.5.2 径向流动规律分析
        4.5.3 周向流动规律分析
    4.6 实验研究与结果分析
        4.6.1 试样准备
        4.6.2 材料流动测量
        4.6.3 结果与讨论
    4.7 材料流动对微观组织影响
    4.8 小结
5 工件齿顶缺陷形成与轮齿长高影响因素研究
    5.1 引言
    5.2 工件齿顶缺陷形成过程
    5.3 工件轮齿长高系数模型构建
    5.4 轮齿长高系数影响因素分析
        5.4.1 工件齿数的影响
        5.4.2 工件模数的影响
        5.4.3 工件压力角的影响
        5.4.4 工件材料的影响
    5.5 实验验证
        5.5.1 实验准备
        5.5.2 结果与分析
    5.6 小结
6 直齿圆柱齿轮轴向滚轧轮几何设计方法研究
    6.1 引言
    6.2 轧轮设计原则
    6.3 轴向轧轮结构
    6.4 轴向轧轮几何参数
        6.4.1 基本参数
        6.4.2 切入段参数
        6.4.3 精整段参数
        6.4.4 退出段参数
    6.5 轧轮几何参数对滚轧过程的影响
        6.5.1 切入段锥角对滚轧力的影响
        6.5.2 齿全高对齿根应力的影响
        6.5.3 变位系数对兔耳缺陷的影响
    6.6 轧轮材料性能测试
    6.7 轧轮实验验证
        6.7.1 轧轮制造
        6.7.2 结果与分析
    6.8 小结
7 齿轮滚轧机床研制与轧件精度检测
    7.1 引言
    7.2 机床技术参数
    7.3 机械结构设计
        7.3.1 工件装夹机构
        7.3.2 轧轮相位调整机构
        7.3.3 轧轮同步旋转机构
    7.4 液压系统设计
        7.4.1 设计要求与工作循环
        7.4.2 液压系统原理图
    7.5 轧件精度检测与分析
        7.5.1 齿距误差
        7.5.2 齿形误差
        7.5.3 运动误差
    7.6 小结
8 结论与展望
    8.1 工作总结
    8.2 主要创新点
    8.3 研究展望
参考文献
附录
    A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
    B.作者在攻读学位期间参与的项目目录
    C.作者在攻读学位期间申请的专利目录
    D.学位论文数据集
致谢

(7)复合摆线齿轮啮合理论研究(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 课题来源及研究背景与意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 摆线齿轮的发展历程
        1.2.2 摆线齿轮外啮合传动研究现状
        1.2.3 摆线行星传动研究现状
    1.3 论文主要研究内容
2 基于等效连杆机构演化的复合摆线几何原理研究
    2.1 引言
    2.2 摆线的几何原理
        2.2.1 摆线成形原理
        2.2.2 摆线的几何演化曲线
    2.3 摆线成形原理的等效二连杆机构转化方法
    2.4 n+1 连杆机构的n阶摆线产形轨迹
        2.4.1 n阶摆线产形原理
        2.4.2 n阶摆线方程推导
    2.5 n阶摆线可用于齿轮传动齿廓曲线需满足的几何条件
        2.5.1 n阶摆线需满足的基本几何特性
        2.5.2 n阶摆线方程与外齿轮齿廓参数的几何关系
        2.5.3 n阶摆线与少齿差内齿轮齿廓参数的几何关系
    2.6 n阶外摆线和n阶内摆线
        2.6.1 n阶外摆线
        2.6.2 n阶内摆线
        2.6.3 几何特性定性分析
        2.6.4 几何特性定量评价
    2.7 n阶复合摆线
        2.7.1 二阶复合摆线
        2.7.2 三阶复合摆线
        2.7.3 四阶复合摆线
        2.7.4 n阶复合摆线
        2.7.5 综合评价
    2.8 本章小结
3 复合摆线外啮合圆柱齿轮啮合理论研究
    3.1 引言
    3.2 共轭齿廓曲线求解方法
        3.2.1 包络法
        3.2.2 啮合方程法
    3.3 复合摆线外啮合齿轮副基本啮合原理
        3.3.1 坐标系
        3.3.2 复合摆线齿廓方程
        3.3.3 坐标转换关系
        3.3.4 相对运动速度矢量
        3.3.5 法线矢量
        3.3.6 啮合方程
        3.3.7 共轭齿廓方程
        3.3.8 啮合线方程
    3.4 啮合特性
        3.4.1 压力角
        3.4.2 重合度
        3.4.3 曲率
        3.4.4 根切
        3.4.5 滑动率
    3.5 齿轮副实体建模
    3.6 承载性能
        3.6.1 齿轮副几何参数与三维模型处理
        3.6.2 有限元网格模型建立
        3.6.3 接触关系、分析步与边界条件
        3.6.4 结果与分析
    3.7 本章小结
4 复合摆线外啮合齿轮传动效率实验研究
    4.1 前言
    4.2 实验原理与设备
    4.3 样件加工
    4.4 实验方案
    4.5 实验结果
    4.6 本章小结
5 复合摆线内齿型少齿差行星齿轮啮合理论研究
    5.1 前言
    5.2 复合摆线少齿差行星齿轮基本啮合原理
        5.2.1 坐标系
        5.2.2 坐标变换
        5.2.3 内齿齿廓方程
        5.2.4 啮合方程
        5.2.5 共轭齿廓方程
        5.2.6 啮合线方程
    5.3 啮合齿廓几何特性
        5.3.1 内齿齿廓啮合界限特性及齿根圆弧设计方法
        5.3.2 共轭齿廓无根切设计方法
    5.4 啮合特性变化规律
        5.4.1 多齿啮合特性
        5.4.2 压力角—传力特性
        5.4.3 诱导法曲率—润滑与承载特性
        5.4.4 滑动率—抗摩损特性
    5.5 齿轮副实体建模
    5.6 接触应力评价
        5.6.1 有限元模型的建立
        5.6.2 有限元分析及结果
    5.7 变曲率椭圆内齿型少齿差行星齿轮副
        5.7.1 变曲率椭圆齿廓曲线几何原理
        5.7.2 坐标系
        5.7.3 椭圆内齿齿廓方程与啮合方程
        5.7.4 共轭齿廓方程
        5.7.5 啮合线方程
        5.7.6 计算实例
    5.8 本章小结
6 复合摆线少齿差行星齿轮传动结构设计方法研究
    6.1 引言
    6.2 N型复合摆线少齿差行星传动
        6.2.1 销轴式N型复合摆线少齿差行星传动
        6.2.2 复合摆线齿轮减速测量机构设计实例
        6.2.3 滚动体环槽式N型复合摆线双行星轮少齿差行星传动
    6.3 NN型复合摆线少齿差行星传动
        6.3.1 双联行星轮式NN型传动
        6.3.2 销轴式NN型传动
    6.4 RV型复合摆线少齿差行星传动
        6.4.1 单级星形RV传动
        6.4.2 两级分流型RV传动
    6.5 本章小结
7 结论和展望
    7.1 主要研究结论
    7.2 论文创新点
    7.3 今后研究工作展望
参考文献
附录
    A 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录
    B 作者在攻读博士学位期间取得的科研成果目录
    C 学位论文数据集
致谢

(8)谐波减速器柔轮疲劳特性分析及啮合刚度研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源及研究背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究背景及意义
    1.2 谐波齿轮减速器的发展概况
        1.2.1 国内发展概况
        1.2.2 国外发展概况
    1.3 谐波齿轮减速器的结构、原理及特点
        1.3.1 谐波齿轮减速器的结构
        1.3.2 谐波齿轮减速器的原理
        1.3.3 谐波齿轮减速器的特点
    1.4 谐波齿轮减速器的应用
        1.4.1 航空航天装备领域
        1.4.2 雷达系统及通信设备领域
        1.4.3 原子反应堆和高能加速器领域
        1.4.4 工业机器人领域
        1.4.5 光学系统领域
    1.5 谐波齿轮减速器的研究热点
        1.5.1 啮合原理和新齿形的研究
        1.5.2 柔轮变形、应力状态及疲劳可靠性的研究
        1.5.3 啮合参数和结构参数优化研究
        1.5.4 传动精度的研究
        1.5.5 力学动态性能和运动学的研究
        1.5.6 加工制造工艺和柔轮新材料的研究
        1.5.7 不同环境下润滑的研究
    1.6 本文的内容安排
        1.6.1 课题研究技术路线
        1.6.2 本文研究内容安排
第二章 谐波齿轮减速器柔轮应力分析
    2.1 谐波齿轮减速器齿形设计
        2.1.1 谐波齿轮包络啮合理论
        2.1.2 柔轮齿廓方程的建立
        2.1.3 刚轮齿廓方程的求解
        2.1.4 柔轮、刚轮齿形参数的确定
    2.2 柔轮径向变形量对啮合质量的影响
    2.3 柔轮应力基本理论
    2.4 柔轮的几何模型
    2.5 不同模型下的柔轮应力分析
        2.5.1 前处理
        2.5.2 后处理
        2.5.3 数据分析
    2.6 结论
    2.7 本章小结
第三章 谐波齿轮减速器柔轮疲劳寿命分析
    3.1 柔轮疲劳强度计算模型
        3.1.1 柔轮应力计算模型
        3.1.2 柔轮疲劳寿命计算模型
    3.2 正交设计及有限元分析
        3.2.1 柔轮结构参数范围的选择及正交表格设计
        3.2.2 有限元模型
        3.2.3 有限元分析
        3.2.3.1 等效模型正确性验证
        3.2.3.2 各组模型的有限元分析
    3.3 数据分析
        3.3.1 应力及寿命分析
        3.3.1.1 长度对应力和寿命的影响
        3.3.1.2 齿圈厚度对应力和寿命的影响
        3.3.1.3 柔轮壁厚对应力和寿命的影响
        3.3.1.4 齿宽对应力和寿命的影响
        3.3.1.5 齿根过渡圆角对应力和寿命的影响
        3.3.2 极差和相关性分析
        3.3.3 结构参数的选择
    3.4 结论
    3.5 本章小结
第四章 谐波齿轮减速器柔轮疲劳可靠性分析
    4.1 可靠度计算理论及方法
        4.1.1 应力-强度干涉理论
        4.1.2 可靠度计算方法
        4.1.2.1 数值积分法
        4.1.2.2 Monte Carlo模拟法
    4.2 柔轮应力分析计算
        4.2.1 柔轮应力有限元分析
        4.2.2 柔轮弯曲应力理论计算
        4.2.3 应力计算结果对比
    4.3 可靠性分析
        4.3.1 可靠性分析模型
        4.3.2 应力强度分布模型
        4.3.3 可靠度的计算
    4.4 结论
    4.5 本章小结
第五章 谐波齿轮减速器啮合刚度研究
    5.1 刚度基础理论
        5.1.1 啮合刚度理论
        5.1.2 系统刚度理论
    5.2 啮合刚度的分析模型
    5.3 啮合刚度的有限元计算分析
        5.3.1 分析前处理
        5.3.2 啮合刚度相关数据的提取
        5.3.3 啮合刚度计算及分析
        5.3.3.1 啮合区各轮齿啮合刚度
        5.3.3.2 综合啮合刚度
        5.3.3.3 计算结果分析
    5.4 啮合刚度与系统刚度关系分析
        5.4.1 啮合刚度对柔轮扭转刚度的影响
        5.4.2 各构件对系统刚度的影响
    5.5 结论
    5.6 本章小结
第六章 谐波齿轮减速器试验检测
    6.1 谐波减速器参数设计要求
    6.2 谐波减速器样机
    6.3 测试试验台介绍
    6.4 试验条件
        6.4.1 试验润滑条件
        6.4.2 其他试验条件
    6.5 测试项目及结果
        6.5.1 空载试验
        6.5.2 空载摩擦转矩
        6.5.3 启动转矩
        6.5.4 传动误差
        6.5.5 扭转刚度
        6.5.6 空程和背隙
        6.5.7 传动效率
        6.5.8 超载试验
    6.6 测试结果与结论
    6.7 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 主要研究内容及结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文和参加科研情况
作者简介

(9)曲线对构齿轮啮合特性及加工方法研究(论文提纲范文)

摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状及发展
        1.2.1 齿轮的历史与发展趋势
        1.2.2 齿轮啮合理论研究现状
        1.2.3 齿面成形方法研究现状
        1.2.4 齿轮加工技术发展现状
    1.3 论文研究目的和主要内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 主要内容
    1.4 本章小结
2 曲线对构齿轮啮合原理
    2.1 引言
    2.2 曲线对构啮合基本原理
        2.2.1 共轭曲线的定义
        2.2.2 坐标系及坐标变换
        2.2.3 相对运动速度
        2.2.4 曲线法矢量的关系
        2.2.5 啮合方程
        2.2.6 共轭曲线及啮合线方程
    2.3 曲线啮合几何特性
        2.3.1 曲线密切面方程
        2.3.2 曲线曲率及挠率
    2.4 本章小结
3 曲线对构齿轮齿面构建理论及方法
    3.1 引言
    3.2 构建齿面的基础理论
        3.2.1 曲线共轭接触的唯一性
        3.2.2 圆柱螺旋线及其共轭曲线
        3.2.3 外啮合齿轮坐标系
        3.2.4 对构齿轮的正确啮合条件
        3.2.5 对构齿轮齿面应满足的条件
    3.3 构建齿面的方法
        3.3.1 等距包络法
        3.3.2 齿轮齿条法
        3.3.3 齿廓运动法
    3.4 对构齿轮的基本传动方案
    3.5 本章小结
4 曲线对构齿轮齿形设计及参数化建模
    4.1 引言
    4.2 对构齿轮齿形设计
        4.2.1 齿形设计准则
        4.2.2 齿形参数
        4.2.3 设计实例
    4.3 刀具齿形设计
        4.3.1 展成刀具法向齿形的求解
        4.3.2 成形刀具齿形
    4.4 参数化精确建模
        4.4.1 参数化精确建模原理
        4.4.2 实例分析
    4.5 本章小结
5 曲线对构齿轮齿面特性分析
    5.1 引言
    5.2 对构齿轮齿面的曲率问题
        5.2.1 法曲率
        5.2.2 齿面的曲率关系
    5.3 齿面接触特性
        5.3.1 啮合干涉
        5.3.2 齿面滑动分析
    5.4 齿面啮合特性
    5.5 接触椭圆
        5.5.1 弹性变形基本方程
        5.5.2 确定接触椭圆
    5.6 本章小结
6 曲线对构齿轮加工及实验研究
    6.1 引言
    6.2 对构齿轮的检测项目及其原理
        6.2.1 距棒距
        6.2.2 公法线长度
        6.2.3 齿面偏差拓扑图
        6.2.4 齿距、齿向及齿圈径向跳动等
    6.3 对构齿轮的加工方法
        6.3.1 滚齿
        6.3.2 成形磨齿
    6.4 实验研究
        6.4.1 实验平台
        6.4.2 实验方案
        6.4.3 结果及分析
    6.5 本章小结
7 结论与展望
    7.1 主要结论与创新点
        7.1.1 主要研究结论
        7.1.2 创新点
    7.2 后续工作展望
参考文献
附录
    A.作者在攻读博士学位期间发表的论文目录
    B.作者在攻读博士学位期间申请或授权的发明专利
    C.作者在攻读博士学位期间参加的科研项目
    D.学位论文数据集
致谢

(10)非圆齿轮精度评价与偏差测量方法研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景和意义
    1.3 非圆齿轮的分类、加工及应用
        1.3.1 非圆齿轮的分类
        1.3.2 非圆齿轮的加工
        1.3.3 非圆齿轮的应用
    1.4 国内外研究概况
        1.4.1 非圆齿轮设计制造的国内外研究概况
        1.4.2 齿轮精度评价标准的国内外研究概况
        1.4.3 齿轮检测技术的国内外研究概况
    1.5 研究目的
    1.6 课题来源与主要研究内容
    1.7 本章小结
第二章 非圆齿轮展成加工理论
    2.1 引言
    2.2 非圆齿轮齿廓形成原理
        2.2.1 直齿非圆齿轮齿廓形成原理
        2.2.2 斜齿非圆齿轮齿廓形成原理
        2.2.3 非圆锥齿轮齿廓形成原理
    2.3 非圆齿轮滚齿加工数学模型
        2.3.1 非圆齿轮滚齿加工原理
        2.3.2 非圆齿轮滚齿加工数学模型
    2.4 非圆齿轮滚齿加工运动模型
        2.4.1 非圆齿轮滚齿加工运动模型的建立
        2.4.2 非圆齿轮滚齿加工动态仿真验证
    2.5 非圆齿轮插齿加工数学模型
        2.5.1 非圆齿轮插齿加工原理
        2.5.2 非圆齿轮插齿加工数学模型
    2.6 非圆齿轮插齿加工运动模型
        2.6.1 非圆齿轮插齿加工运动模型的建立
        2.6.2 非圆齿轮插齿加工动态仿真验证
    2.7 非圆齿轮展成加工理论在齿轮加工机床上的应用
        2.7.1 柔性电子齿轮箱技术
        2.7.2 非圆齿轮专用夹具设计
        2.7.3 非圆齿轮滚齿加工
        2.7.4 非圆齿轮插齿加工
    2.8 本章小结
第三章 非圆齿轮齿廓求解与特性分析
    3.1 引言
    3.2 共轭曲面理论建立非圆齿轮齿廓数学模型
        3.2.1 共轭曲面理论
        3.2.2 非圆齿轮齿廓数学模型的建立
    3.3 CAM快速获取非圆齿轮齿廓点
        3.3.1 非圆齿轮CAM系统的开发
        3.3.2 非圆齿轮理论模型的获取
        3.3.3 非圆齿轮齿廓点提取插件的开发
        3.3.4 理论齿廓点的选择与提取
    3.4 样条插值法求解非圆齿轮齿廓
        3.4.1 三次样条插值法求解非圆齿轮齿廓
        3.4.2 NURBS插值法求解非圆齿轮齿廓
    3.5 非圆齿轮齿廓渐开线特性分析
        3.5.1 非圆齿轮基曲线求解与分析
        3.5.2 齿廓渐开线特性分析
    3.6 本章小结
第四章 非圆齿轮精度评价体系
    4.1 引言
    4.2 非圆齿轮偏差项的确定
        4.2.1 非圆齿轮的加工误差
        4.2.2 综合偏差项目的确定
        4.2.3 单项偏差项目的确定
    4.3 非圆齿轮精度评价体系的建立
        4.3.1 建立二维精度评价体系
        4.3.2 建立三维精度评价体系
    4.4 非圆齿轮精度评价标准的拟定
        4.4.1 基本参数的设定
        4.4.2 公差组的划分
        4.4.3 等级精度的划分与相关计算
    4.5 本章小结
第五章 非圆齿轮偏差测量方法
    5.1 引言
    5.2 初始转角偏差测量方法
        5.2.1 初始转角偏差的定义
        5.2.2 初始转角偏差的测量
    5.3 综合偏差测量方法
        5.3.1 单面啮合测量
        5.3.2 双面啮合测量
        5.3.3 全啮合测量
    5.4 单项偏差测量方法
        5.4.1 齿廓偏差测量
        5.4.2 齿向偏差测量
        5.4.3 齿距偏差测量
    5.5 本章小结
第六章 偏差测量的技术实现与实验验证
    6.1 引言
    6.2 测量路径规划
        6.2.1 齿廓点的密化
        6.2.2 齿廓切线与法线的求解
        6.2.3 齿廓点的法向偏置
    6.3 测头半径补偿
        6.3.1 测头的选择与分析
        6.3.2 一维测头的半径补偿
        6.3.3 三维测头的半径补偿
    6.4 偏差测量方法的实验验证
        6.4.1 JS3 齿轮双啮仪
        6.4.2 双面啮合测量实验验证
        6.4.3 JE32 齿轮测量中心
        6.4.4 单项偏差测量实验验证
    6.5 测量不确定度分析
        6.5.1 测量不确定度的评定
        6.5.2 测量不确定度的分类
        6.5.3 综合偏差测量不确定度
        6.5.4 单项偏差测量不确定度
    6.6 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 主要创新点
    7.3 后期展望
参考文献
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况

四、精密小模数少齿数齿轮齿形的设计与加工(论文参考文献)

  • [1]等高齿螺旋锥齿轮及其精密锻模的三维自动化建模[D]. 邢彪. 山东大学, 2021(12)
  • [2]基于多级修形齿形的谐波减速器啮合性能仿真分析[D]. 侯林. 西安工业大学, 2021(02)
  • [3]精密插削渐开线变齿厚内齿轮插齿刀设计与研究[D]. 胡瑞. 重庆大学, 2020
  • [4]空间天线展开机构的设计及热变形分析[D]. 张伟峰. 长安大学, 2020(06)
  • [5]圆弧齿形低噪音齿轮液压泵研制[D]. 吴伟云. 山东大学, 2019(02)
  • [6]直齿圆柱齿轮轴向滚轧成形基础理论与实验研究[D]. 马自勇. 重庆大学, 2019
  • [7]复合摆线齿轮啮合理论研究[D]. 韩振华. 重庆大学, 2019
  • [8]谐波减速器柔轮疲劳特性分析及啮合刚度研究[D]. 韦乐余. 机械科学研究总院, 2019(02)
  • [9]曲线对构齿轮啮合特性及加工方法研究[D]. 张录合. 重庆大学, 2019
  • [10]非圆齿轮精度评价与偏差测量方法研究[D]. 高婷. 合肥工业大学, 2019(01)


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