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研究生:王莉樺
研究生(外文):Li-Hua Wang
論文名稱:面齒輪齒形過切之研究
論文名稱(外文):The Study of Undercut of Orthogonal Face Gear Tooth
指導教授:王培郁
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:機械設計工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:62
中文關鍵詞:面齒輪過切LS-DYNA
外文關鍵詞:Face gearOvercutLs-Dyna
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齒輪傳動是最為廣泛的基本傳動方式,面齒輪傳動具有結構簡單、重量輕、噪音小、傳動重合度大等優點,尤其在高速重負載的場合。本文針對正交面齒輪根據插齒刀加工原理,利用Mathematica軟體建立插齒刀加工面齒輪的座標系,利用刀具的曲線方程式,經過座標轉換及嚙合方程式推導了面齒輪的齒廓,且利用過切條件可以得到面齒輪的最小內半徑係數,並搭配Pro/ENGINEER軟體對面齒輪齒廓的幾何建構三維模型,再將三維模型匯入HyperMesh 前處理器,進行有限元素模型網格劃分、材料性質設定、局部座標系設定、邊界條件設定、碰撞接觸模式的選擇、速度載荷設定等,最後藉由LS-DYNA 動力學軟體進行分析求解運算,探討其接觸位置及嚙合位置是否產生邊緣接觸,以及模數、壓力角和齒數差對最小內半徑的影響。

This article take the face gear as the main discussion object, Face gear transmission has a simple structure, light weight, noise is small, transmission coincidence degree big, etc. advantages, especially in high-speed heavy load of the occasion. In this paper, based on the orthogonal face gear shaper cutters processing principle, Use Mathematica software to create a face gear shaper cutters machining coordinate system, using the equation of the curve tool, through coordinate transformation equations are derived and engaging face gear tooth profile, and made use of face gear cutting conditions can be obtained within a minimum radius factor, This article applies the HyperMesh preprocessor to carry on the limited element model grid division, the gear material nature hypothesis, the partial coordinate system hypothesis, the boundary condition supposes the grade, finally carries on the analysis solution operation because of the LS-DYNA explicit dynamics limited ultimate analysis software, calculates the gear to it tooth face contact stress, Investigate whether the contact position and the engaged position generate edge contact, as well as modulus, the pressure difference between the number of teeth on the smallest
angle and inner radius of influence.


中文摘要...i
英文摘要...ii
誌 謝...iv
目 錄...v
表目錄...viii
圖目錄...ix
符號說明...xi
符號說明...xi
第一章 緒論...1
1.1 研究動機與目的...1
1.2 文獻回顧...2
第二章 正交面齒輪齒面的形成...6
2.1 正交面齒輪座標系的建立...6
2.2 插齒刀齒面方程...8
2.4 面齒輪過切現象和條件...10
2.5 面齒輪不發生過切現象的最小內半徑...12
2.6 小結...13
第三章 面齒輪的模型建立...14
第四章 LS-DYNA面齒輪動態模擬分析...18
4.1 LS-DYNA簡介...19
4.2 有限元素網格劃分...20
4.3 HyperMesh網格劃分...23
4.4 元素性質的選擇...27
4.5 創建資料集合器(Collectors)...29
4.6 材料機械性質設定...29
4.7 座標系設定...31
4.8 拘束條件設定...32
4.9 初始條件設定...33
4.10 接觸面的定義...34
4.11 沙漏模態控制 ...35
4.12 LS-DYNA主程式處理...36
4.13 LS-PREPOST後處理器...36
第五章 結果與討論...38
5.1 運轉條件設計參數...38
5.2 理論位置面齒輪之分析...38
5.2.1 齒面接觸應力情形...39
5.2.2 齒面接觸壓應力的變化情形...44
5.2.3 小結...45
5.2.5 理論位置之齒面接觸應力的變化情形...47
5.3 面齒輪之最小內半徑...49
5.3.1 不同參數下之最小內半徑...49
5.3.2 不同齒數差下之最小內半徑...52
5.3.3 結果與討論...54
第六章 結論與未來研究方向...55
6.1 結論...55
6.2 未來研究方向...56
參考文獻...57
英文論文大綱...59
簡歷...62

[1] Litvin F L,Zhang Y,Wang J C,et al. “Design and geometry of
face-gear drives [J] ”,Journal of Mecharical Design,Vol.114,1992.
[2] Litvin F L,“Handbook of face gear drives with a spur involute
pinion [C] ” ,NASA Final Contractor Report CR-209909,Canada,2000.
[3] Litvin FL,A Egelj, “a Handbook on Face Gear Drives With a Spur
Involute Pinion. ”NASA CR-209909,2000.
[4] Litvin FL,Zhang Y,Wang J -C , “Design and Geometry of Face-gear
Drive Transaction of the ASME” ,1992.
[5] Litvin FL, “Gear Geometry and Applied Theory齒輪科學與應用理
論”.上海科學技術出版社,1994.
[6] 朱如鵬,潘升材,高德平,“面齒輪傳動的特點及嚙合原理” ,中國
航空學會第九屆機械動力與學術會議論文,中國航空學會,1998.
[7] Litvin F L,Wang J C,Bossler R B,et al. “Application of facegear
drives in helicopter ” transmission [J] ,Journal of Mecharical Design,Vol.116,1994.
[8] Litvin F L,Fuentes A,Handschuh R F,et al. “ Face –gear drives with
spur involute pinion : Geomtery generation by a worm”,stress analysis [J] ,Computer Methods in ApplMech and Eng, Vol.191,2002.
[9] HyperMesh +LS-Dyna基礎訓練課程,勢流科技股份有限公司。
[10] John O. Hallquist, LS-DYNA THEORETIVAL MANUAL, Livermore
software technology corporation. 1998.
[11] Version 971, LS-DYNA KEYWORD USER’S MANUAL, Livermore software technology corporation. 2007.
[12] http://www.matweb.com


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