章动面齿轮传动设计与制造

前言
第1章 绪论1
1.1 研究背景及意义1
1.2 国内外研究现状1
1.2.1 章动齿轮传动1
1.2.2 面齿轮传动5
1.2.3 章动面齿轮传动9
1.3 本书研究的主要内容11
第2章 章动面齿轮传动的啮合原理13
2.1 基本原理13
2.1.1 章动面齿轮传动的基本原理13
2.1.2 章动面齿轮传动的基本结构14
2.2 机构的传动比14
2.2.1 传动比计算14
2.2.2 齿配约束条件16
2.2.3 na对传动比的影响18
2.3 内-外切面齿轮的成形原理18
2.3.1 内-外切面齿轮成形基本原理18
2.3.2 章动面齿轮传动的基本参数19
2.4 坐标变换矩阵22
2.4.1 局部坐标系下外切面齿轮的变换矩阵23
2.4.2 局部坐标系下内切面齿轮的变换矩阵25
2.4.3 统一坐标系下内-外切面齿轮的变换矩阵27
2.5 局部坐标系下的齿面方程30
2.5.1 刀具的渐开线齿廓方程30
2.5.2 局部坐标系下的齿面方程31
2.5.3 刀具与内-外切面齿轮的啮合方程32
2.5.4 刀具轴向参数uS和自转角φS的取值范围35
2.5.5 刀具渐开线展角参数参θS的取值范围39
2.5.6 内-外切面齿轮的压力角α计算39
2.6 统一坐标系下齿面方程及齿面建模40
2.6.1 统一坐标系下齿面方程及点数据计算40
2.6.2 曲面建模与曲面质量分析40
2.6.3 齿面修形、过渡曲面及轮齿结构42
2.7 齿轮接触分析43
2.7.1 啮合区域分析——几何法43
2.7.2 啮合区域分析——数值法46
2.7.3 动态齿面接触应力计算46
2.7.4 动态齿根弯曲应力计算49
2.8 设计参数的几何影响分析51
2.8.1 章动面齿轮传动基本几何参数51
2.8.2 设计参数的几何影响分析对比51
2.9 本章小结54
第3章 章动面齿轮传动的承载能力分析55
3.1 章动面齿轮传动的受力分析55
3.1.1 主要失效形式及材料选取55
3.1.2 行星面齿轮受力模型的建立56
3.2 两面齿轮啮合点处的主曲率57
3.2.1 曲面的主曲率和主方向57
3.2.2 两面齿轮齿面的主曲率59
3.3 基于赫兹接触解析法的接触应力计算62
3.3.1 两任意形状凸面的赫兹弹性接触理论62
3.3.2 面齿轮赫兹接触应力的计算63
3.4 基于有限元数值法的接触应力计算66
3.4.1 ABAQUS的接触分析66
3.4.2 两种理论方法计算结果的比较72
3.5 本章小结75
第4章 章动面齿轮轮齿刚度的分析76
4.1 变截面梁方法计算章动面齿轮轮齿刚度76
4.1.1 章动面齿轮轮齿的齿形分析及简化76
4.1.2 章动面齿轮轮齿刚度计算理论78
4.1.3 章动面齿轮轮齿各变形量的理论计算78
4.2 章动面齿轮轮齿的单齿刚度计算82
4.2.1 外切面齿轮及内切面齿轮轮齿的刚度计算82
4.2.2 利用有限元法计算章动面齿轮轮齿的刚度88
4.2.3 轮齿实际刚度值与理论计算刚度值的比较89
4.3 章动面齿轮轮齿的刚度变化规律91
4.3.1 章动面齿轮轮齿刚度沿啮合线方向的变化规律91
4.3.2 章动面齿轮轮齿刚度沿齿高方向的变化规律91
4.3.3 章动面齿轮轮齿刚度的影响因素研究92
4.4 章动面齿轮轮齿刚度的时变啮合规律研究94
4.4.1 章动面齿轮轮齿的单齿啮合刚度计算94
4.4.2 章动面齿轮“面-面” 齿轮副综合啮合刚度96
4.5 本章小结97
第5章 章动面齿轮减速器的设计方法及应用98
5.1 受力分析及计算方法98
5.1.1 章动面齿轮传动齿面啮合力分析98
5.1.2 行星面齿轮及其轴承的受力分析101
5.1.3 输入轴及其两端轴承的受力分析102
5.1.4 转动面齿轮及其轴承的受力分析103
5.1.5 固定面齿轮及固定件的受力分析104
5.2 减速器试验机的设计105
5.2.1 性能要求及参数选配105
5.2.2 动态齿面接触应力计算107
5.2.3 动态齿根弯曲应力计算108
5.3 核心部件计算与优化109
5.3.1 轴承力校核计算109
5.3.2 输入轴强度计算109
5.3.3 固定侧齿面接触应力分析计算109
5.3.4 转动侧齿面接触应力分析计算112
5.3.5 箱体、端盖强度计算112
5.4 多体动力学仿真分析114
5.4.1 仿真模型的创建114
5.4.2 转速、扭矩及啮合力115
5.4.3 轴承力117
5.5 设计流程及程序开发119
5.5.1 章动面齿轮减速器设计流程119
5.5.2 章动面齿轮减速器程序简介120
5.6 本章小结120
第6章 章动面齿轮减速器的制造与性能测试122
6.1 关键零部件的加工技术研究122
6.1.1 输入轴122
6.1.2 固定面齿轮123
6.1.3 转动面齿轮126
6.2 行星面齿轮的PowerMill编程127
6.3 齿面渗氮处理工艺130
6.4 DELMIA数字化组装过程仿真分析130
6.5 一些组装过程中的建议132
6.6 本章小结133
参考文献135