润滑等方面的研究比较多[1-10]
,在设计和制造中对其质量和性能控制比较困难 该方法突破了传统的齿轮设计在选
1
控制齿轮噪声的有效途径是增加重合度和齿轮修形 在螺旋锥齿轮齿形设计 梁桂明教授提出了非零变位的思想[12]
河南科技大学硕士学位论文
取变位系数时只能进行高度变位的限制 可按照一定的啮合性能优选变位系数 这就使弧齿锥齿轮的变位系数的选取更加灵活 计出噪声低 工 承载能力高的齿轮 不增加制造成本 有利于齿轮设计的优化 能够设
进而通过试验利用修形刀具对弧齿
最终达到同时提高齿轮强度和降低齿轮噪声的目的
4. 完成了修形弧齿锥齿轮的加工和噪声试验 齿锥齿轮的噪声有一定积极作用
关 键 词 弧齿锥齿轮 修形 非零变位 局部综合法 论文类型
应用基础研究
I
摘要
Subject: The Design and Manufacture for Modification Spiral Bevel Gear Specialty: machinery design and theory Name: Zhang Guangjie Supervisor: Yang Hongbin
得不考虑采用其它方法进行研究
强度的非零变位思想和齿面修形降噪方法相结合设计出来的 本文的研究主要是先利用非零变位原理设计出高强度的弧齿锥齿轮轮坯 后借助于局部综合法对弧齿锥齿轮啮合质量进行计算机仿真 修形刀具的初始参数并设计加工出修形刀具 锥齿轮齿面进行修形 本文主要成果与创新点如下 1. 提出了通过修形刀具来对弧齿锥齿轮齿面进行修形的降噪思想 2. 成功地结合非零变位原理和刀具修形 3. 基于局部综合法 制 并可进行 TCA 分析 仿真和试验结果表明 对非零变位弧齿锥齿轮齿面进行修 形以提高弧齿锥齿轮强度和降低弧齿锥齿轮噪声 利用 Matlab 软件完成了弧齿锥齿轮常用加工程序的编 对弧齿锥齿轮的啮合质量能有效地进行计算机仿真 这种新的加工思路对提高弧齿锥齿轮的强度和降低弧 且是可行的 利用仿真得到齿面
并根据各自的理解和实践提出了多种修形理论和方法 关于修形量的确定 要点有 (1)齿顶的最大修形 短修形适合于 长修形起点为单齿副啮合起点 短修形只
杨廷力等给出了一种较为详细的计算方法[20] 量的确定 (2) 修形区分为长短两种 有长修形的1/2
长修形适用于大螺旋角和大重合度的宽斜齿轮
直齿轮或螺旋角较小的斜齿轮 (3)负荷曲线与修形曲线的函数关系的确定 杨廷力等确定修形量方法的原则是 过渡 (2)适应负荷变动的能力较强 (1)整个啮合过程中的负荷变化呈平稳 都将由于齿的受 (3)有较好的工艺性 据此, 提出新的平衡条
并且该方法可用普通刀具在传统的铣齿机上加
邓效忠教授等对高齿弧齿锥齿轮的设计和性能进行了理论 方宗德教授和邓效忠教授提出的基于传动误差的高 充分利用传动误差所反映的齿轮啮合信息 边缘接触 综合 载荷齿间分布和齿面印痕 充分地利用齿轮齿面
和试验研究[13-18]
该方法以增加齿高来提高齿轮副的重合度 从而提高齿轮副啮
噪声低 航海
承载能力高
现在已广泛应用于各种高 并且其性 因此 弧齿锥齿轮的 目
如航空
汽车和各种精密机床行业
质量和使用寿命直接影响着主机产品的技术经济指标 弧齿锥齿轮的精度
设计与加工在机械行业中占有相当重要的地位 强度和噪声一直是困扰我国齿轮行业的主要问题 前 而 我国对于弧齿锥齿轮噪声的研究主要侧重于从增加重合度的角度出发 然 尽管前人做了很多研究工作 但是噪声大的问题依然存在 这就使得我们不 本文的修形弧齿锥齿轮主要是把能够提高齿轮 然
合传动的平稳性和承载能力 重合度弧齿锥齿轮设计方法[19] 考虑设计重合度 扩大接触区域 对于误差的敏感性等
实际重合度 振动激励 减少齿轮的内在激励 核心技术
以提高传动的实际重合度为目标
以其减少振动和噪声 因而往往渲染上神秘的色彩 自1940 年 W
齿轮修形技术是高精度齿轮传动设计和制造的关键技术 , 过去国内外齿轮公 司都把它作为自己的 实验分析 alker 提出轮齿修缘以来 在齿廓修形方面 许多学者和工程技术人员对此问题进行了理论研究和
随着科技的进步和时代的发展 用户对齿轮传动的噪声 容差性有了更高的要求 汽车行业产品出口的主要问题 因此
工质量具有重要的理论价值和实际意义 虽然作为一种局部点接触的不完全共轭的齿轮副 差 装配误差 磨齿 工 此外 和 但是由于螺旋锥齿轮啮合原理复杂 研齿 去解决 去实现 弧齿锥齿轮的高强度和低噪声常常是作为一对矛盾体对立存在的 在材质相同的情况下 势必影响齿轮传动的稳定性 并使噪声增大 我 反 而齿轮正传 加工困难 弹性变形和热变形等的敏感性小于线接触的完全共轭的齿轮副 所以低噪声和平稳传动不能只靠 优材质 + 精加 高可靠性及高耐久性也不能只靠
KEY WORDS: spiral bevel gear,modification, non- zero modification,local
synthesis method
Dissertation Type: application base research
III
第 1 章 绪论
第1章 绪 论
1.1 引言
螺旋锥齿轮是机械传动的基础元件 具有高接触比 航空航天 件 其性能 航海 交通运输 用于传递相交轴或交错轴运动 由于其
传动平稳可靠 承载能力高且噪声低等优点 机床等行业中
从而被广泛应用于
尤其是作为直升飞机的主传动部 平稳性及齿轮副的
质量和使用寿命直接影响着主机产品的技术经济指标 尤其是弧齿锥齿轮的精度 强度和噪声已成为困扰我国 研究如何提高国产弧齿锥齿轮的设计与加 弧齿锥齿轮副对加工误
ABSTRACT
With the advantages of steady transmission, low noise and high carrying capacity, spiral bevel gear is widely used in various mechanical transmission of intersecting shafts with high speed and heavy load, such as in the field of aviation, navigation, automobile, and all kinds of precision machine tools. And main machine’s technical and economical index is directly influenced by the capability, quality and life of spiral bevel gear. So the design and manufacture of spiral bevel gear play a very important role in mechanical field. The precision, strength and noise of spiral bevel gear are always the biggest problem that bothers our country’s gear industry. Nowadays, domestic researches are focused on increasing contact ratio to reduce the noise of spiral bevel gear. Though much work has been done by predecessors, the problem that the gear noise is not reduced effectively still exists. A new method to deal with gear noise is becoming more necessary. The modified spiral bevel gear technique combining the methods of non-zero modification with gear surface modification is developed in this thesis. Based on the non-zero modification theory, a pair of spiral bevel gears with high load capacity is designed in this thesis. Then simulation of emulates the meshing of the designed gears on computer are carried out according to the method of local synthesis. A set of new tool’s initial parameters can be obtained from the simulation data. And tooth face can be modified with the new tool. The goal to improve strength and reduce noise is reached finally. The main achievements and innovations are as follows: 1. The idea that modifies tooth face with modified tools is proposed. 2. Combined non-zero modification with modified tools, tooth face is modified to enhance its strength and reduce its noise. 3. Based on local synthesis, a commonly used calculation program for machining spiral bevel gears is prepared by means of Matlab. It can be used to process TCA and