面齿轮实验方案设计与实验毕业论文.docx

面齿轮实验方案设计与实验毕业论文目录 第一章绪论11.1 选题背景11.2 面齿轮传动的特点11.3 面齿轮传动研究的历史与现状21.4 本文的研究意义31.5 本文的研究内容4 第二章实验方案设计与试验件初步设计52.1 分扭—并车传动系统结构及特点52.1.1 分扭—并车传动系统52.1.2 分扭—并车传动系统特点52.2 齿轮的初步设计62.2.1 齿形及齿轮精度62.2.2 齿轮几何尺寸的确定72.2.3 齿轮宽度的确定82.2.4 齿轮的校核92.3 传动轴的初步设计122.3.1 传动系统相关传动参数的计算122.3.2 输入轴的设计计算132.3.3 中间轴8的设计计算152.3.4 中间轴9的设计计算162.3.5 输出轴10的设计计算172.4 本章小结18 第三章实验箱的设计与三维建模193.1 Pro-E的软件概述193.1.1 Pro-E的简介193.1.2 Pro-E功能和特点介绍193.2 齿轮以及轴的三维建模203.2.1 圆柱直齿轮的参数化建模203.2.2 面齿轮的建模233.2.3 轴的建模243.3 箱体的设计与三维建模253.3.1 左箱体的设计与建模253.3.2 主体体的设计与建模273.3.3 右箱体的设计与建模273.4 模型的装配283.4.1 各个子箱体的装配283.4.2 箱体总装配图293.5 本章小结30 第四章关重件静力学分析和模态分析334.1 ANSYS的软件介绍334.1.1 ANSYS简介334.1.2 ANSYS的应用334.1.3 ANSYS分析问题的基本过程344.2 齿轮的模态分析354.2.1 模态分析概述354.2.2 面齿轮3的模态分析355.2.3 齿轮6的模态分析384.3 轴的静力分析404.3.1 静力分析概述404.3.2 轴的静力学分析404.4 本章小结43 第五章总结与展望455.1 总结455.2 展望45 参考文献47 致谢49 毕业设计小结51第一章 绪论选题背景面齿轮传动（Face Gear Drive）是一种圆柱齿轮和面齿轮相啮合的传动。主要用来传递轴与轴包含一个交角的运动。面齿轮可以看作锥齿轮的一种特殊型式。根据面齿轮上轮齿的形状不同可以把面齿轮分为直齿、斜齿和弧齿三种。根据面齿轮传动的两个轴之间的相互位置关系分为相交和交错两种情况。面齿轮传动具有装置体积小、传动比大的特点，一般大于 3.5以上、重量轻和振动噪声小等优点，在航天领域有着不可比拟的优势，也因此引起各国学者的研究兴趣。面齿轮在国外已得到实际应用，成功的应用到直升机传动系统中。随着国内对面齿轮的重视，南航和西工大等高校都对其展开了研究，并取得不少成果[1]。面齿轮传动的特点面齿轮传动与锥齿轮传动一样,都是传递包含一定交角的运动。通过对比这两种传递方式的优缺点,就可以了解面齿轮的传动特点。相对于锥齿轮传动，面齿轮传动具有以下几方面的优点[2-5]:(1)面齿轮传动是通过面齿轮与圆柱齿轮的相互啮合来实现传动。由于小齿轮为圆柱齿轮,其轴向移动产生的误差对传动性能几乎没有影响。而在锥齿轮传动过程中,两锥齿轮的锥顶要重合。如果产生轴向误差,将会引起严重的偏载现象。因此,在一些重要的锥齿轮传动中,要专门进行防位错(防止锥顶分离)设计。同时,由于面齿轮传动的小齿轮是直齿圆柱齿轮,无轴向作用力可以简化支撑,减轻系统的结构重量,这对于航空工业中空间受限和要求轻量化的场合非常有利。(2)虽然面齿轮传动仍然属于点接触传动,但在理论上仍然能够保证定传动比传动,因此面齿轮传动的振动和噪声较低。而点接触锥齿轮传动从原理上已不能保证定传动比传动,其传动比会在一定范围内波动。(3)由于锥齿轮在制作过程中很多都是采用配对制造,即在制造过程中,首先加工出小齿轮,然后根据小齿轮的齿面加工出与之配套使用的大齿轮。因此,一对锥齿轮在使用过程中不能像圆柱齿轮那样具有互换性。由于小齿轮更容易磨损,失效更快,因此在更换时只能同时更换一对锥齿轮。而面齿轮传动的小齿轮是直齿圆柱齿轮,因此面齿轮传动的振动和噪声较低。(4)由于锥齿轮(特别是弧齿锥齿轮)的齿面形状比较复杂,在制造过程中,齿面的形状也不统一,因此由不同厂家生产的锥齿轮通常齿面形状不一样,参数也不同(如格里森制、奥利康制锥齿轮),这对于锥齿轮的加工制造、检测及维修造成了很大麻烦。而面齿轮则具有统一的理论齿面。(5)与锥齿轮传动相比, 面齿轮的重合度可以达到2.0以上,而重合度大对于提高承载能力和增加传动的平稳性很重要。(6)与锥齿轮传动相比,面齿轮传动的振动和噪声较低。这一特点对于重量限制要求较高的航空工业特别重要。 面齿轮传动研究的历史与现状面齿轮传动(Face Gear Drive)和传统齿轮传动不尽相同，它由圆柱齿轮和圆锥齿轮组成。面齿轮是一