内啮合四圆弧齿廓齿轮的弯曲应力分析

【摘要】四圆弧齿廓齿轮用于外啮合传动的研究工作已有文献进行了大量阐述。而该新型齿轮用于内啮合传动的研究工作尚在起步阶段。本文利用有限元分析方法着重对四圆弧及双圆弧齿廓内啮合齿轮进行弯曲应力分析,并且就齿根弯曲应力与渐开线内啮合齿轮进行了初步分析比较。主要工作包括：四圆弧内啮合齿轮的齿廓设计过程、该类齿轮的啮合原理证明及参数计算；啮合特性分析；相同工况下四圆弧内啮合齿轮与双圆弧、渐开线内啮合齿轮的有限元应力分析比较。首先分析研究了由单圆弧外啮合齿廓到单圆弧内啮合齿廓的设计过程以及双圆弧齿轮由外啮合齿廓到内啮合齿廓的设计过程,证明了双圆弧内啮合齿轮满足齿廓啮合基本定律；并在单、双圆弧外啮合齿轮以及内啮合齿轮分析研究的基础之上,用基于节线的方法设计出了四圆弧内啮合齿轮齿廓,对主要几何参数作了详细说明,给出了合理的参数计算方法,证明了四圆弧内啮合齿廓满足齿轮啮合基本定理。然后对单圆弧齿轮、双圆弧齿轮、四圆弧齿轮的啮合特性进行了细致系统的分析,得出了三者的多点啮合系数以及多齿啮合系数,为下面分析它们的弯曲强度提供了重要依据；利用有限元分析方法着重对四圆弧及双圆弧齿廓内啮合齿轮进行弯曲应力分析,并且就齿根弯曲应力与渐开线内啮合齿轮进行了初步分析比较。采用的分析方法是：(1)在啮合点直接加椭圆形法向均布力,对双圆弧及四圆弧齿廓内啮合齿轮弯曲应力进行分析；(2)以内啮合齿轮副运动形式,对渐开线、双圆弧及四圆弧齿廓内啮合齿轮弯曲应力进行分析比较；(3)在双圆弧及四圆弧内齿轮轮齿上直接施加法向均布力对前面得出的结论进行验证,进而得出最终结论。
【作者】吴凯；
【导师】段建中；
【作者基本信息】宁夏大学，机械工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】四圆弧齿廓齿轮；内啮合齿轮；啮合原理；弯曲应力；

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