大学毕业设计论文-直齿圆柱齿轮啮合效率计算及其参数的选择.doc

1 前言 1.1 设计目的及意义 。 现代工业利齿轮机构是应用最广泛的机构，要想提高机械性能，就应从齿轮机构着手。所以提高齿轮啮合效率，就成了一个重要的课题，也是本设计的研究的目的。 以前传统的研究齿轮啮合效率的方法，是通过大量实验所得出的统计结果。它是一个查表得过程，而且所得到的也是一个大体的范围，很不精确，有较大的误差。而且选择效率的原则是以保证寿命和强度为目的，没有重视齿轮各种参数对啮合效率的影响，有很大的误差。而且本设计兼顾了在非标准安装下齿轮啮合效率的计算及其参数的选择，这个具有很高的现实应用意义。而且对齿轮各种参数对效率的影响使用matlab进行编程绘图，很直观的看出参数的影响。另外，齿轮的制造精度和安装精度要求很高，安装的时候可能出现非标准安装的情况，所以本设计提供了这方面的计算依据。 综上，齿轮啮合效率计算及其参数的选择，这个课题的研究就越加重要了。 1.2 渐开线圆柱齿轮 1.2.1 1.齿数z 2．模数m 因为分度圆周长πd＝Zp (1.1) 由于π为一无理数，为了计算和制造上的方便，人为地把规定为有理数，即齿距P除以圆周率π所得的商称为模数，用m表示。即 m＝ (1.2) 3．压力角：α 通常说的压力角指分度圆上的压力角，用α表示。 我国规定标准压力角α＝20 4.齿顶高系数：h*a 5. 顶隙系数：c* 6.齿顶圆直径： (1.3) 7.齿根圆直径： (1.4) 1.2.2渐开线齿轮正确啮合的条件 一对渐开线齿轮传动时，他们的啮合点都位于啮合线N1N2上，因此要是齿轮正确的啮合传动，应使处于啮合线上的各对齿轮都同时进入啮合，为此两齿轮的法向齿距应相等。即： (1.5) 又因为模数和压力角都已经标准化所以，一对渐开线齿轮正确啮合的条件是两轮的模数和压力角应分别相等。 1.2.3齿轮啮合连续传动条件 里应该大于法向齿距pb，。与pb的比值称为齿轮传动的重合度，为了保证齿轮的连续传动，应使重合度大于应许值[]。 重合度计算公式： （1.6） 1.3 论文主要内容 第一章：绪论 阐明了效率计算的重要性，总结了传统的方法的弊端，而且提出了齿轮基本参数对效率影响的理论。 第二章：齿轮瞬时啮合效率的计算 本设计应从非标准安装下齿轮啮合效率的计算入手, 对渐开线圆柱2 齿轮传动瞬时啮合效率的计算 ： P1=F12×V1×cos(α1-φ) （2.1） P点克服工作阻力所需的功率： P2=F21×V2×cos(α2-φ) （2.2） 根据平面啮合基本定理得出，两齿轮在p点的速度沿公共法线的方向的分量是相等的，所以V2cosα2= V1cosα1 又因为F21= F12 所以p点的效率表示成： η= ====== （2.3） 以上公式是在的条件下推导的，所以当时，做以下推导： 在p点的驱动功率为： P1=F12×V1×cos(α1+φ) （2.4） 点p处克服工作阻力所需的功率为： P2=F21×V2×cos(α2+φ) （2.5） 根据平面啮合定律得到：V2cosα2= V1cosα1 。因此在p点的效率为： η= = = = = = = （2.6） 图2.1 齿轮啮合简图 从上文可以看出在和两种情况下齿轮瞬时啮合效率是不同的。这两种情况分别代表着当啮合点在PB2和PB1的情况。如图3.1 3 非标准安装下的齿轮平均啮合效率计算 。 因为是非标准安装的情况，所以啮合角是，而不是α。啮合角是个变量，但是和α之间有着关系： (3.1) 如果设安装误差为y，所以，所以。如图3.1，B1B2为实际啮合线，在节点p的两侧，瞬时啮合效率的表达式是不同的，所以应该采用分段积分的方法。 PB1= （3.2） PB2= （3.3） 图3.1 压