一对单点线啮合齿轮(a=390mm)啮合过程弯曲应力仿真研究开题报告
2020-02-10 22:35:44
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1研究背景及意义
齿轮机构是一种历史悠久的传动机构,它的主要作用是用于传递空间任意两轴之间的运动和动力,以其稳定的工作状态、可靠的工作性能等优点被广泛地应用在现代的各种机械动力系统中,它具有传动平稳、传动比精确、工作可靠、效率高、寿命长、功率和速度范围大等优点,并且便于加工制造,经过设计后能很好地满足各类需求,大至航空、航天、航海,中至汽车、自行车健身器材,甚至微型机器人的手臂里都可以见到它的身影。因此,齿轮是否具有优秀的性能是决定了各种设备的使用寿命,可靠性和安全性等等。在《国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006-2020年)》[1]中将齿轮等基础件列为第26优先主题;国务院《装备及制造业调整和振兴规划》不但把汽车变速器列为九大产业的重点项目,而且明确要求要提升高精度齿轮传动装置等基础部件的制造水平。因此,在提高齿轮强度以及可靠性方面的相关理论以及技术方面的研究就显得极为迫切和需要。
齿轮机构的类型多种多样,根据不同的分类方法可将齿轮进行一定的分类:按照一对齿轮传动的角速比是否恒定可将其分为圆形齿轮机构和非圆齿轮机构两大类。其中非圆齿轮机构因其角速比在不断变化,仅用于一些具有特殊要求的机械当中。由于圆形齿轮的传动角速比恒定不变,即主、从动轮按一定的角速比作等速转动,传动平稳,广泛的应用于现代的工业系统当中。
在现有的工业系统当中,应用上最为广泛的当属渐开线齿轮,其具有良好的传动性能以及优秀的承载能力。但也存在着诸多缺点:啮合传动受制造、安装误差以及变形等因素的影响易产生齿端偏载和边缘接触,增大振动与噪音,缩短寿命;两齿面间易产生相对滑动速度,会加速齿面的磨损,降低齿面的抗胶合能力,严重影响了运转稳定性、工作效率和使用的耐久性。除渐开线齿轮外,圆弧齿轮由于具有对制造误差不敏感、磨损小、效率高以及跑合性能好等有点也获得了较为广泛的应用,但由于其易受中心距和切齿深度的影响导致承载能力的下降以及弯曲强度不够理想和刀具繁琐等缺点,目前不能完全取代渐开线齿轮[2-5]。由于则会两种运用较为广泛的齿轮都具有或多或少的缺点,因此国内外的研究学者们对新型齿轮的研究也从未中断过,并相继提出了抛物线齿轮、曲线齿轮、logix齿轮等新型齿轮,但由于一些实际应用的问题,这些齿轮依旧运用较少。
2. 研究的基本内容与方案
本篇论文主要以点线啮合齿轮为研究对象进行了一系列的研究。结合已有历史数据,将有限元分析的结论与实际数据惊醒对比分析,得出相应的结论。同时对一对点线啮合齿轮啮合过程进行动态分析,研究其最大应力变化曲线,找到啮合过程中的最大应力点,通过观察应力云图分析其产生最大弯曲应力时两齿轮的啮合情况。
本文使用理论计算、cad三维建模、有限元分析和数据对比等方法,对点线啮合齿轮的齿廓曲线拟合,三维精确建模、动态啮合过程的应力变化过程、产生最大弯曲应力以及大小齿轮的啮合情况等问题进行了研究,从中获取重要结论。本文具体研究内容有:
1)利用所给数据进行点线啮合齿轮几何尺寸计算,并生成点线啮合齿轮齿廓曲线;
3. 研究计划与安排
第1周:撰写开题报告,完成英文翻译;
第2周:完成国内外研究现状分析;
第3周:完成点线啮合齿轮几何尺寸计算;
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 国务院关于印发“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的通知
[2] wu jize, wang tong. tooth toot transition curve andtooth root stress [m]. national defense industry press, 1989
[3] scnb a positive. design of high-strength gear [m].china machinc press, 1981.