基于SolidWorks的双圆弧齿轮参数化设计系统开发

摘要

随着机械工业的发展，对齿轮传动的要求愈来愈高，要求齿轮具有高承载能力、高转速、高效率、低噪音，体积小和重量轻等特点。圆弧齿轮具有承载能力高，使用寿命长、效率高和加工工艺简单等优点。并且圆弧齿轮由于其齿形特点，具有很高的接触强度和弯曲强度。圆弧齿轮是一种点啮合制的齿轮传动，滚动的传递依靠接触迹沿轴向移动而实现，所以与传统的线啮合制的渐开线齿轮传动完全不同。因此，不仅在设计上有不同的考虑和计算方法，而且在制造、检测、安装和使用等各个方面都有特殊要求。只有在全面保证设计、制造、安装和使用的质量条件下，才能获得良好的效果。如果只套用渐开线齿轮的应用经验，往往将导致圆弧齿轮的早期失效，这是必须注意的。 1958年我国开给研制使用单圆弧齿轮，60年代又研制双圆弧齿轮，它的承载能力比单圆弧齿轮有较大幅度的提高。几十年来，许多高等院校、研究机构及工厂对圆弧齿轮进行了大量的理论和试验研究工作，取得了可喜成果。圆弧齿轮已广泛应用于矿山、冶金、石油化工、发电、制氧、船舶及起重运输等机械设备中。 本文简要介绍了圆弧齿轮的基本啮合原理、齿形设计、齿根弯曲强度校核以及齿面接触等问题。并着重介绍了基于SolidWorks双圆弧齿轮参数化设计系统，主要包括双圆弧齿轮及双圆弧锥齿轮的设计流程。该系统不仅可以实现双圆弧齿轮的基本参数计算，还包含齿形输出以及参数校核等模块，并对生成的双圆弧齿轮进行动力学仿真和有限元接触分析，最终将生成的双圆弧齿轮应用在齿轮泵中，从而实现了双圆弧齿轮从参数计算到强度校核、仿真分析，最终实现实际应用的完整系统。

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