1、課題來(lái)源于“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題“高速、重載、精密機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”子課題“船用齒輪關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化(2006BAF01B07-02)”。
　　 小傾角船用齒輪箱的輸入軸與輸出軸存在一個(gè)較小夾角,從而使螺旋槳獲得一個(gè)入水角,解決了船用齒輪箱安裝空間狹小的問(wèn)題,廣泛應(yīng)用于高速游艇、快艇動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中。小傾角船用齒輪箱采用變厚齒輪實(shí)現(xiàn)相交軸與交錯(cuò)軸傳動(dòng),使用過(guò)程中存在振動(dòng)大、噪聲高、早期磨損等問(wèn)題,嚴(yán)重影響了其推廣進(jìn)

2、程。論文針對(duì)這些問(wèn)題結(jié)合小傾角船用齒輪箱傳動(dòng)特點(diǎn),從齒輪嚙合原理出發(fā),研究變厚齒輪傳動(dòng)嚙合特性,對(duì)非漸開(kāi)線變厚齒輪進(jìn)行接觸分析,從系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)角度對(duì)小傾角齒輪箱固有特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行理論分析與試驗(yàn)研究,具有重要的理論意義和工程實(shí)際價(jià)值。
　　 論文的主要內(nèi)容如下:
　　 ①小傾角船用齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)非漸開(kāi)線變厚齒輪的齒面方程的推導(dǎo)。根據(jù)齒輪嚙合原理,通過(guò)坐標(biāo)變換,以漸開(kāi)線變厚齒輪副為加工面,推導(dǎo)出與其組成相交軸、交錯(cuò)軸傳動(dòng)的

3、非漸開(kāi)線變厚齒輪的齒面方程,進(jìn)行齒面重構(gòu)與齒輪三維模型建立。
　　 ②采用有限元方法對(duì)考慮安裝誤差工況下小傾角船用齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪接觸特性進(jìn)行分析。對(duì)負(fù)載工況下變厚齒輪進(jìn)行接觸分析,討論中心距、軸向竄動(dòng)和角度安裝誤差對(duì)齒輪接觸特性的影響。根據(jù)綜合誤差下的齒輪變形量,對(duì)輪齒進(jìn)行齒端修形和齒廓修形,修形后變厚齒輪副的接觸特性得到較大改善,消除了邊緣接觸和偏載現(xiàn)象。
　　 ③小傾角船用齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部動(dòng)態(tài)激勵(lì)研究。建立變厚

4、齒輪傳動(dòng)全齒面的時(shí)變剛度分析模型,分析相交軸與交錯(cuò)軸變厚齒輪傳動(dòng)時(shí)變嚙合剛度。將變厚齒輪副離散簡(jiǎn)化成若干斜齒輪,考慮制造誤差、變厚齒輪時(shí)變嚙合剛度、嚙入嚙出沖擊等內(nèi)部激勵(lì),計(jì)算小傾角船用齒輪箱各級(jí)傳動(dòng)齒輪副的內(nèi)部動(dòng)態(tài)激勵(lì)。
　　 ④小傾角船用齒輪箱系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析。建立小傾角船用齒輪箱齒輪-軸-軸承-箱體系統(tǒng)耦合三維動(dòng)力學(xué)分析模型,對(duì)齒輪箱系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析,得到齒輪箱系統(tǒng)的固有頻率和振型。在內(nèi)部動(dòng)態(tài)激勵(lì)的作用下,分別對(duì)齒輪箱系統(tǒng)