弧齒錐齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度分析與試驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-08 04:08
目前,國(guó)內(nèi)外齒輪傳動(dòng)基礎(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù)匱乏,尤其是弧齒錐齒輪受力情況極為復(fù)雜,國(guó)內(nèi)外幾乎沒有系統(tǒng)性的試驗(yàn)研究,數(shù)據(jù)大量借鑒圓柱齒輪的試驗(yàn)數(shù)據(jù),其理論分析缺乏準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐,在設(shè)計(jì)方面長(zhǎng)期存在安全裕量難以把控的問題。因此,迫切需要一套滿足弧齒錐齒輪強(qiáng)度試驗(yàn)的錐齒輪疲勞試驗(yàn)方法。鑒于此,本文基于圓柱齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)方法,設(shè)計(jì)了一套彎曲疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)方法,并根據(jù)上述方法設(shè)計(jì)了一套符合要求的弧齒錐齒輪。最后對(duì)弧齒錐齒輪進(jìn)行了有限元疲勞壽命仿真與試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。本文主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下:(1)對(duì)圓柱齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)方法進(jìn)行了介紹,并根據(jù)該方法推導(dǎo)出適用于錐齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)方法。設(shè)計(jì)了一對(duì)符合要求的弧齒錐齒輪,確定了使用20CrNiMo作為試驗(yàn)錐齒輪的材料,并根據(jù)該材料的圓柱齒輪彎曲疲勞極限、試驗(yàn)錐齒輪的使用環(huán)境、幾何參數(shù)等預(yù)測(cè)出了試驗(yàn)錐齒輪的極限扭矩范圍,最后得出了施加扭矩與小輪齒根彎曲應(yīng)力之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,為后續(xù)仿真與試驗(yàn)提供了數(shù)據(jù)支撐。(2)對(duì)試驗(yàn)錐齒輪進(jìn)行了精準(zhǔn)建模,根據(jù)V-H接觸區(qū)檢驗(yàn)原理,分別將試驗(yàn)錐齒輪齒面接觸調(diào)整為大端、中端、小端,并將齒輪進(jìn)行切分與保存。應(yīng)用有限元軟件A...
【文章來源】:河南科技大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
1.3 論文研究?jī)?nèi)容
第2章 錐齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)方法及試驗(yàn)齒輪設(shè)計(jì)
2.1 彎曲疲勞壽命試驗(yàn)簡(jiǎn)介
2.2 錐齒輪彎曲疲勞試驗(yàn)方法研究
2.2.1 漸開線圓柱齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)方法
2.2.2 錐齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)方法
2.3 試驗(yàn)錐齒輪幾何參數(shù)設(shè)計(jì)
2.3.1 傳動(dòng)比的選擇
2.3.2 齒數(shù)的選擇
2.3.3 模數(shù)的選擇
2.3.4 螺旋角的選擇
2.3.5 齒形角的選擇
2.3.6 齒寬的選擇
2.3.7 試驗(yàn)齒輪重合度計(jì)算
2.3.8 試驗(yàn)齒輪幾何參數(shù)與試驗(yàn)要求
2.4 試驗(yàn)錐齒輪的齒根應(yīng)力計(jì)算
2.5 本章小結(jié)
第3章 接觸區(qū)位置對(duì)輪齒接觸與彎曲應(yīng)力的影響分析
3.1 試驗(yàn)錐齒輪模型的建立
3.2 試驗(yàn)錐齒輪的模擬裝配與接觸仿真
3.2.1 試驗(yàn)錐齒輪的模擬裝配
3.2.2 試驗(yàn)錐齒輪的滾檢模擬
3.2.3 試驗(yàn)錐齒輪的輪齒切分
3.3 基于ANSYS Workbench的弧齒錐齒輪瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
3.3.1 有限元幾何模型處理
3.3.2 齒輪材料設(shè)定
3.3.3 接觸與邊界條件設(shè)定
3.3.4 網(wǎng)格劃分
3.3.5 有限元求解及后處理
3.4 三種齒輪接觸區(qū)的有限元應(yīng)力結(jié)果及分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 弧齒錐齒輪的彎曲疲勞壽命仿真
4.1 齒輪疲勞壽命概述
4.2 ANSYS nCode DesignLife有限元疲勞分析軟件概述
4.3 齒輪疲勞壽命計(jì)算
4.3.1 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入
4.3.2 材料參數(shù)導(dǎo)入與求解引擎設(shè)置
4.3.3 疲勞壽命仿真結(jié)果及分析
4.3.4 預(yù)測(cè)扭矩下的彎曲疲勞壽命計(jì)算
4.4 齒輪彎曲疲勞壽命計(jì)算結(jié)果分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 試驗(yàn)錐齒輪的極限應(yīng)力測(cè)定試驗(yàn)
5.1 錐齒輪耐久性試驗(yàn)臺(tái)
5.2 齒輪彎曲疲勞試驗(yàn)方法
5.2.1 幾種常用的齒輪疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)方法
5.2.2 齒輪疲勞極限應(yīng)力快速測(cè)定法
5.3 齒輪彎曲疲勞試驗(yàn)方案
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]閉功率流錐齒輪試驗(yàn)臺(tái)及傳動(dòng)齒輪箱的設(shè)計(jì)與分析[J]. 魏冰陽,王俊恒,鄧效忠,劉忠明,孟令先. 機(jī)械傳動(dòng). 2018(09)
[2]基于ANSYSWorkbench等基圓錐齒輪靜力學(xué)分析[J]. 何昕,曹雪梅,翟保尊,楊博會(huì). 河北工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[3]基于ANSYS Workbench的齒輪彎曲疲勞壽命分析[J]. 劉本學(xué),郭沛東,徐科飛,張二亮. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(02)
[4]地鐵列車減速器直齒輪彎曲疲勞有限元分析與試驗(yàn)[J]. 呂中和,楊建偉. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(08)
[5]抗疲勞制造技術(shù)的發(fā)展及其在高端軸承制造中的應(yīng)用[J]. 畢超,劉祎,杜海濤,楊輝. 航空精密制造技術(shù). 2017(01)
[6]基于有限元的蝸輪蝸桿傳動(dòng)性能模態(tài)分析[J]. 楊勇明. 電子科技. 2016(08)
[7]8822H鋼滲碳淬火齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)研究[J]. 劉聰敏,李富強(qiáng),董雯. 機(jī)車車輛工藝. 2014(04)
[8]基于ANSYS Workbench減速箱體漸開線齒輪的接觸分析[J]. 梁滿朝,趙強(qiáng). 裝備制造技術(shù). 2014(06)
[9]基于ANSYS/FE-SAFE的齒輪彎曲疲勞仿真分析[J]. 常思偉,趙向飛,王寶超,劉紅旗,同建輝. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2013(03)
[10]某彈射發(fā)射裝置導(dǎo)彈掛鉤疲勞壽命有限元分析[J]. 王占富,劉中新. 機(jī)械與電子. 2012(06)
博士論文
[1]42CrMo鋼疲勞短裂紋演化行為及疲勞壽命預(yù)測(cè)的研究[D]. 王濰.山東大學(xué) 2008
[2]滾動(dòng)軸承乏信息試驗(yàn)評(píng)估方法及其應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 夏新濤.上海大學(xué) 2008
[3]42CrMo鋼疲勞可靠性分析與裂紋萌生微觀機(jī)理研究[D]. 徐楠.山東大學(xué) 2006
碩士論文
[1]等基圓曲線齒錐齒輪齒面加工與性能分析[D]. 何昕.河南科技大學(xué) 2017
[2]齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度影響因素分析及試驗(yàn)研究[D]. 樊毅嗇.重慶大學(xué) 2014
[3]礦用減速機(jī)加速壽命試驗(yàn)方法的研究[D]. 詹少波.太原理工大學(xué) 2014
[4]汽車變速器機(jī)械封閉式疲勞壽命試驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)研發(fā)[D]. 王冉.重慶理工大學(xué) 2014
[5]刮板輸送機(jī)減速器加速壽命試驗(yàn)方法研究[D]. 董積福.太原理工大學(xué) 2013
[6]20CrMoH齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度研究[D]. 何曉華.重慶大學(xué) 2011
[7]齒輪傳動(dòng)綜合試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)研制[D]. 徐磊.重慶大學(xué) 2011
[8]汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器齒輪疲勞壽命研究[D]. 朱財(cái)龍.合肥工業(yè)大學(xué) 2010
[9]基于LabVIEW的星齒行星減速器性能測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 徐莉娜.西安科技大學(xué) 2009
[10]石油鉆桿接頭的疲勞分析[D]. 朱慶流.哈爾濱工程大學(xué) 2009
本文編號(hào):3482973
【文章來源】:河南科技大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
1.3 論文研究?jī)?nèi)容
第2章 錐齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)方法及試驗(yàn)齒輪設(shè)計(jì)
2.1 彎曲疲勞壽命試驗(yàn)簡(jiǎn)介
2.2 錐齒輪彎曲疲勞試驗(yàn)方法研究
2.2.1 漸開線圓柱齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)方法
2.2.2 錐齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)方法
2.3 試驗(yàn)錐齒輪幾何參數(shù)設(shè)計(jì)
2.3.1 傳動(dòng)比的選擇
2.3.2 齒數(shù)的選擇
2.3.3 模數(shù)的選擇
2.3.4 螺旋角的選擇
2.3.5 齒形角的選擇
2.3.6 齒寬的選擇
2.3.7 試驗(yàn)齒輪重合度計(jì)算
2.3.8 試驗(yàn)齒輪幾何參數(shù)與試驗(yàn)要求
2.4 試驗(yàn)錐齒輪的齒根應(yīng)力計(jì)算
2.5 本章小結(jié)
第3章 接觸區(qū)位置對(duì)輪齒接觸與彎曲應(yīng)力的影響分析
3.1 試驗(yàn)錐齒輪模型的建立
3.2 試驗(yàn)錐齒輪的模擬裝配與接觸仿真
3.2.1 試驗(yàn)錐齒輪的模擬裝配
3.2.2 試驗(yàn)錐齒輪的滾檢模擬
3.2.3 試驗(yàn)錐齒輪的輪齒切分
3.3 基于ANSYS Workbench的弧齒錐齒輪瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
3.3.1 有限元幾何模型處理
3.3.2 齒輪材料設(shè)定
3.3.3 接觸與邊界條件設(shè)定
3.3.4 網(wǎng)格劃分
3.3.5 有限元求解及后處理
3.4 三種齒輪接觸區(qū)的有限元應(yīng)力結(jié)果及分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 弧齒錐齒輪的彎曲疲勞壽命仿真
4.1 齒輪疲勞壽命概述
4.2 ANSYS nCode DesignLife有限元疲勞分析軟件概述
4.3 齒輪疲勞壽命計(jì)算
4.3.1 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入
4.3.2 材料參數(shù)導(dǎo)入與求解引擎設(shè)置
4.3.3 疲勞壽命仿真結(jié)果及分析
4.3.4 預(yù)測(cè)扭矩下的彎曲疲勞壽命計(jì)算
4.4 齒輪彎曲疲勞壽命計(jì)算結(jié)果分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 試驗(yàn)錐齒輪的極限應(yīng)力測(cè)定試驗(yàn)
5.1 錐齒輪耐久性試驗(yàn)臺(tái)
5.2 齒輪彎曲疲勞試驗(yàn)方法
5.2.1 幾種常用的齒輪疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)方法
5.2.2 齒輪疲勞極限應(yīng)力快速測(cè)定法
5.3 齒輪彎曲疲勞試驗(yàn)方案
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]閉功率流錐齒輪試驗(yàn)臺(tái)及傳動(dòng)齒輪箱的設(shè)計(jì)與分析[J]. 魏冰陽,王俊恒,鄧效忠,劉忠明,孟令先. 機(jī)械傳動(dòng). 2018(09)
[2]基于ANSYSWorkbench等基圓錐齒輪靜力學(xué)分析[J]. 何昕,曹雪梅,翟保尊,楊博會(huì). 河北工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[3]基于ANSYS Workbench的齒輪彎曲疲勞壽命分析[J]. 劉本學(xué),郭沛東,徐科飛,張二亮. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(02)
[4]地鐵列車減速器直齒輪彎曲疲勞有限元分析與試驗(yàn)[J]. 呂中和,楊建偉. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(08)
[5]抗疲勞制造技術(shù)的發(fā)展及其在高端軸承制造中的應(yīng)用[J]. 畢超,劉祎,杜海濤,楊輝. 航空精密制造技術(shù). 2017(01)
[6]基于有限元的蝸輪蝸桿傳動(dòng)性能模態(tài)分析[J]. 楊勇明. 電子科技. 2016(08)
[7]8822H鋼滲碳淬火齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)研究[J]. 劉聰敏,李富強(qiáng),董雯. 機(jī)車車輛工藝. 2014(04)
[8]基于ANSYS Workbench減速箱體漸開線齒輪的接觸分析[J]. 梁滿朝,趙強(qiáng). 裝備制造技術(shù). 2014(06)
[9]基于ANSYS/FE-SAFE的齒輪彎曲疲勞仿真分析[J]. 常思偉,趙向飛,王寶超,劉紅旗,同建輝. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2013(03)
[10]某彈射發(fā)射裝置導(dǎo)彈掛鉤疲勞壽命有限元分析[J]. 王占富,劉中新. 機(jī)械與電子. 2012(06)
博士論文
[1]42CrMo鋼疲勞短裂紋演化行為及疲勞壽命預(yù)測(cè)的研究[D]. 王濰.山東大學(xué) 2008
[2]滾動(dòng)軸承乏信息試驗(yàn)評(píng)估方法及其應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 夏新濤.上海大學(xué) 2008
[3]42CrMo鋼疲勞可靠性分析與裂紋萌生微觀機(jī)理研究[D]. 徐楠.山東大學(xué) 2006
碩士論文
[1]等基圓曲線齒錐齒輪齒面加工與性能分析[D]. 何昕.河南科技大學(xué) 2017
[2]齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度影響因素分析及試驗(yàn)研究[D]. 樊毅嗇.重慶大學(xué) 2014
[3]礦用減速機(jī)加速壽命試驗(yàn)方法的研究[D]. 詹少波.太原理工大學(xué) 2014
[4]汽車變速器機(jī)械封閉式疲勞壽命試驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)研發(fā)[D]. 王冉.重慶理工大學(xué) 2014
[5]刮板輸送機(jī)減速器加速壽命試驗(yàn)方法研究[D]. 董積福.太原理工大學(xué) 2013
[6]20CrMoH齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度研究[D]. 何曉華.重慶大學(xué) 2011
[7]齒輪傳動(dòng)綜合試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)研制[D]. 徐磊.重慶大學(xué) 2011
[8]汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器齒輪疲勞壽命研究[D]. 朱財(cái)龍.合肥工業(yè)大學(xué) 2010
[9]基于LabVIEW的星齒行星減速器性能測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 徐莉娜.西安科技大學(xué) 2009
[10]石油鉆桿接頭的疲勞分析[D]. 朱慶流.哈爾濱工程大學(xué) 2009
本文編號(hào):3482973
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