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非圆齿轮动力学分析
非圆齿轮(也称为异型齿轮)主要用于平行轴传动比变速器。输入近年来,由于计算机和数控技术的飞速发展,非圆齿轮在工业生产中的应用越来越广泛,并逐渐有向高速重载方向发展的趋势。
发布日期:2020 - 07 - 04 09:26:48

非圆齿轮(也称为异型齿轮主要用于平行轴传动比变速器。输入近年来,由于计算机和数控技术的飞速发展,非圆齿轮在工业生产中的应用越来越广泛,并逐渐有向高速重载方向发展的趋势。因此,深入研究非圆齿轮的动态特性显得尤为重要。然而,目前国内外关于非圆齿轮动力学的研究文献很少,现有的研究大多忽略了非圆齿轮的固有特性如啮合角的时变特性和重合性,使轮齿变形(刚度))简化了齿距的切向曲线,这与实际轮齿在齿廓法向上发生的变形有很大不同,由此得出的结论与实际非圆齿轮的动态性能有一定的差异。鉴于此,本文致力于建立一个更真实的非圆齿轮动力学模型。从基本啮合原理出发,考虑到非圆齿轮啮合法向和节曲线半径时变的特点,建立了齿廓方程、啮合角、重合度等因素与极角的关系。然后通过对非圆齿轮扭振模型的分析,建立了考虑时变刚度和惯性的非圆齿轮扭振动力学的一般微分方程组。

非圆齿轮动力学分析

假设输入转矩为常值,提出了分段线性近似解,用方程的解析解代替数值解,大大减少了系统的计算量。同时,将各啮合位置的非圆齿轮副等效为相应的圆柱齿轮副,求解非圆齿轮单齿的平均刚度,并考虑参数化重合系数,得到该齿轮副在任何啮合位置的综合啮合刚度。给出了非圆齿轮动力学计算程序的详细流程图。然后,以代表非圆齿轮两大类的椭圆齿轮和椭圆齿轮为研究对象,讨论了转速、阻尼、齿顶高、模数、齿宽、输入转矩、偏心距等因素。对其动态性能的影响。并试图通过调整重合度来优化非圆齿轮的动态性能。

对比分析表明,该方法是可行的。另外,由于所建立的分析模型和求解方法的通用性,以及所研究的非圆齿轮的典型性,本文的分析方法和结果对一般非圆齿轮动力学分析具有普遍适用性。


关键字: 非圆齿轮
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