螺旋伞齿轮精确建模及TCA初始值计算研究

作     者：任保安 

作者单位：太原科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：贾育秦

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：螺旋伞齿轮 TCA初始值 数学模型 建模 

摘      要：螺旋伞齿轮传动平稳性好,承载能力大,已被广泛应用于汽车、飞机等工业中。目前,对其传动质量、加工效率以及精度的要求越来越高,故对螺旋伞齿轮进行深入的研究具有一定的工程实用价值。本文对螺旋伞齿轮建模和齿面接触分析的初始值的计算方法进行了研究,主要包括以下方面:(1)计算小齿轮机床加工调整参数对于给定的大齿轮机床加工调整参数,在大齿轮上,选取满足传动比的中央接触点,求解小齿轮齿面的主曲率,明确其主方向。对应用变性法加工的小齿轮,运用局部综合法计算小齿轮机床加工调整参数。(2)推导齿面数学方程根据螺旋伞齿轮的展成原理,针对FG(Format Generated)加工方法,对右旋大齿轮进行仿形法加工,左旋小齿轮进行变性法加工。对大小齿轮分别采用抛物线型刀具和直线型刀具。建立刀具的数学模型(包括刀尖圆角),基于空间啮合原理进行齐次坐标变换,由计算出来的刀盘参数和机床调整参数,推导大小齿轮的齿面方程。(3)建立实体模型在齿轮轴向旋转投影面上确定了齿面边界后,利用MATLAB软件进行坐标变换和矩阵运算,并通过求解非线性方程组,采集大小齿轮凹凸齿面数据点。将齿面数据点以一定格式导入Pro/E中,运用Pro/E中丰富的曲面造型功能建立螺旋伞齿轮模型。(4)初始值的计算方法提出计算初始值的新方法,将大小齿轮的齿面离散化为刀具表面点,综合考虑配对点最小距离和齿面偏差最小值的因素,提出加权因子,给出不同加权因子下的接触点,并且给出大齿轮齿面的接触轨迹和运动误差曲线。