正交面齿轮传动几何计算及强度分析

摘要

面齿轮是一种新的齿轮传动方式。因运动噪声小、质量轻、传动平稳和多齿啮合的诸多特点，在现代航空工业上得到越来越多的重视。正交面齿轮传动在国外研究较早，技术、理论较为成熟，并且，在直升机主减速系统中已有实际应用。国内对面齿轮的研究，目前正在快速发展阶段。对正交面齿轮传动的理论研究，及其在实际工程中的应用，对我国齿轮制造及航空传动领域的发展具有重要的意义。
　　几何尺寸计算是正交面齿轮实现工程应用的基础。定义了正交面齿轮的分度圆、分度面等几何计算基准。通过对正交面齿轮截面齿廓形状的分析，得出正交面齿轮齿形变化特点。分析了正交面齿轮根切和变尖的原因，推导了正交面齿轮内、外半径计算公式。然后，建立了完整的正交面齿轮传动几何尺寸计算体系。
　　分析了正交面齿轮点接触传动形成的原因；研究了正交面齿轮传动时的接触线、接触迹线；推导了接触点的齿面诱导法曲率；并运用赫兹理论，计算了正交面齿轮点接触时的椭圆长、短轴和接触应力值，用有限元软件对理论计算验证。然后，分析了正交面齿轮单齿加载时的弯曲应力，得出弯曲应力变化规律。
　　根据正交面齿轮传动的特点，提出了正交面齿轮传动一级和二级可能的30种传动方案，分析比较了各种传动方案的优缺点。分别设计了正交面齿轮传动的一级和二级减速器，并研究了柱桶式和腹板式结构的正交面齿轮的刚度特性。最后，运用Workbench，分别对一级和二级正交面齿轮减速器箱体进行静力学和模态分析，获得减速器箱体结构变形的特点。

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第1章 绪论

1.1 课题研究的背景与意义

1.2 国内外发展历史及研究现状

1.3 本课题的主要研究内容

第2章 正交面齿轮几何尺寸计算

2.1 引言

2.2 正交面齿轮的齿面数学模型

2.3 正交面齿轮几何尺寸计算基准

2.4 正交面齿轮齿面的几何特性

2.5 正交面齿轮的几何尺寸

2.6 正交面齿轮传动的几何计算

2.7 正交面齿轮的三维模型建立

2.8 本章小结

第3章 正交面齿轮传动接触应力及弯曲应力分析

3.1 引言

3.2 正交面齿轮传动齿面接触特性

3.3 正交面齿轮传动齿面接触迹线

3.4 正交面齿轮传动诱导法曲率计算

3.5 正交面齿轮传动接触应力分析

3.6 正交面齿轮传动接触应力的有限元分析

3.7 正交面齿轮传动弯曲应力分析

3.8 本章小结

第4章 正交面齿轮传动减速器设计

4.1 引言

4.2 正交面齿轮传动方案设计与分析

4.3 正交面齿轮传动减速器设计实例

4.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢