塑料齿轮的修形及自动建模与优化分析

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塑料齿轮的修形及自动建模与优化分析国内外塑料齿轮发展现状
随着高分子合成材料工业迅速发展，塑料作为-种新型
的齿轮材料得到了广泛的应用 另外由于塑料齿轮具有传动
噪声低 能够吸振等优点，而且可在许多金属齿轮不宜使用
的领域使用，所以塑料齿轮在齿轮行业的应用会越来越多
但是目前和钢质齿轮相比，国内外研究人员对塑料齿轮性能
和应用等方面的了解还不很成熟，对于塑料齿轮的研究更是
鲜见报道 本文提出了自己的-些设计优化思想
基本数学模型
齿轮基本参数：齿数 z，模数 m，直齿齿轮分度圆压力角
，齿厚 s
齿轮的标准分度圆直径： dm z；
外齿轮的外直径 ： daed2y2haBR；
齿轮齿根圆直径 ： dfd2y2hfBR ；
齿轮基圆直径 ： dbdcos ；
直齿齿轮外直径圆渐开线压力角： ；
直齿外齿轮外直径圆齿厚：
齿轮修形理论研究
2.1齿向修形
针对沿着齿宽方向的压力分布(即齿向载荷分布)，分析
研究表明即使对于表面质量 加工精度均很高的钢质规则
体，且两者之间接触是均匀的，但是其接触变形并不是均匀
变形，而会呈现出十分复杂的变形状态，尤其是接触区两端
受边缘效应的影响，其变形偏大
针对齿轮而言，齿向载荷分布还有以下因素影响：轮齿
在载荷作用下的弯曲变形和接触变形；齿轮轴在外加扭矩作
用下的弯曲 扭转和剪切变形；高速齿轮由于离心力作用及
偏心质量作用所产生的变形；轮齿由摩擦热所引起的热变
形；由于有轴承负荷不等或齿轮配置不对称所产生的歪斜；
由于齿向制造误差所产生的原始齿向齿侧间隙不均等
直齿轮可以根据其安装制造误差及综合变形确定齿向
修形曲线，修成鼓形齿是齿向修形的-种重要方法 鼓形齿
设计时可以给出鼓形量，也可以给出齿向修形曲线，如图-
所示
2.2 齿高修形
运转中齿轮即使外载荷稳定，其内部的实际载荷也会有
不同程度的变化 也就是说，在动力和工作负载均保持不变
的理想情况下，齿轮内部相互作用力也不可能维持恒定 这
塑料齿轮的修形及自动建模与优化分析
Analysis of Plastic Gear Modify and Automatic Modeling and Optimization
高海朋
Gao Haipeng
（贵州大学机械工程学院，贵州 贵阳 550003）
(School of Mechanical Engineering ， Guizhou University，Guizhou Guiyang 550003)
摘 要：本文通过对塑料齿轮进行分析研究并结合现有的修形理论，提出了自己的-些设计思想 首先通过齿根圆角修
形 齿端修薄以及其它-些修正方法对齿轮进行优化，然后通过对 SolidWorks软件进行二次开发自动建模，最后通过有限元分
析进行分析比较从而达到最优化目的
关键词：塑料齿轮；修形；软件二次开发；有限元分析；优化
中图分类号： TH132 文献标识码： A 文章编号： 1671-4792-(2010)6-0088-03
: I propose my own designing ideas about the designing of gear.Through foot fillet modify，gear tip relief and some other
methods make gear optimization. Then through SolidWorks secondary development make plastic gear automatic modeling.Finally，
through element analysis and comparision achieve the best optimization purposes.
: Plastic Gear； Modification；Secondary Development；Element Analysis；Optimization
图- 鼓形量 修形曲线