本文關(guān)鍵詞：準(zhǔn)雙曲面螺旋錐齒輪嚙合特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪是機(jī)械裝備中重要的零部件,對齒輪的仿真分析是保證齒輪和整機(jī)可靠工作的必要環(huán)節(jié),因此對齒輪嚙合仿真計(jì)算具有重要的意義。本論文課題來源于國家自然科技基金資助項(xiàng)目“基于混合潤滑理論斜齒輪動態(tài)特性研究(51405142)”,主要對準(zhǔn)雙曲面螺旋錐齒輪進(jìn)行參數(shù)化建模,并對不同工況下利用有限元分析軟件對該齒輪進(jìn)行動力學(xué)接觸分析和嚙合特性研究。論文所完成的主要工作如下:首先,論文在研究螺旋錐齒輪生成機(jī)理的基礎(chǔ)上,根據(jù)準(zhǔn)雙曲面螺旋錐齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),確定了實(shí)際的加工方法。通過機(jī)床各部位的坐標(biāo)變化建立了準(zhǔn)雙曲面螺旋錐齒輪大小兩齒輪的齒面方程,并且在確定齒輪基本參數(shù)后,通過數(shù)值計(jì)算軟件求解齒面的離散點(diǎn)。將離散點(diǎn)的數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入三維軟件中進(jìn)行曲面造型,通過陣列操作后得到齒輪三維模型,并且在裝配后進(jìn)行運(yùn)動仿真確保齒輪正確嚙合,為后續(xù)的有限元分析提供了正確的模型。其次,論文將建立的三維模型導(dǎo)入有限元軟件后劃分網(wǎng)格并檢查網(wǎng)格質(zhì)量,建立較精確的三維有限元模型。通過改變邊界條件,在六種不同的工況下進(jìn)行了準(zhǔn)雙曲面錐齒輪接觸應(yīng)力分析,得到齒面等效應(yīng)力與時(shí)間的關(guān)系曲線圖。對比分析結(jié)果,得到了最大等效應(yīng)力值隨著轉(zhuǎn)速或者載荷的增加而增大、在輕載或者空載時(shí)轉(zhuǎn)速對等效應(yīng)力的影響更大等研究結(jié)論。最后,利用有限元法求得齒面嚙合點(diǎn),得到接觸軌跡在局部坐標(biāo)系中的投影,分析了載荷對嚙合點(diǎn)位置及接觸軌跡的影響。利用有限元方法對齒輪進(jìn)行動力學(xué)接觸分析,得到齒面嚙合力與沿嚙合力方向變形隨時(shí)間變化關(guān)系。根據(jù)嚙合剛度、嚙合力與變形的理論關(guān)系,在不同載荷下求解齒輪的嚙合剛度獲得時(shí)變得嚙合剛度曲線。分析曲線得到了輕載時(shí)嚙合剛度時(shí)變性明顯,隨著載荷增加嚙合剛度穩(wěn)定性增強(qiáng),同時(shí)一般情況下載荷越大嚙合剛度值越大等研究結(jié)論。本文建立了格里森制準(zhǔn)雙曲面錐齒輪的精確有限模型,并分析不同工況下該齒輪副的動力學(xué)性能,這對提高齒輪生產(chǎn)效率與質(zhì)量、傳動效率具有重要意義。同時(shí),研究結(jié)論為進(jìn)一步分析和優(yōu)化齒面精度提供了參考,指明了齒面修形的方向,在調(diào)整及優(yōu)化輪齒齒面的相關(guān)領(lǐng)域做了有益的探索。
【關(guān)鍵詞】：準(zhǔn)雙曲面錐齒輪 參數(shù)化建模 有限元 齒輪接觸分析
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 引言8-17
• 1.1 研究目的與意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 齒輪加工機(jī)床9-10
• 1.2.2 螺旋錐齒輪三維建模10-11
• 1.2.3 齒輪動態(tài)分析11-14
• 1.3 研究思路與主要研究內(nèi)容14-16
• 1.3.1 研究思路14-15
• 1.3.2 研究內(nèi)容15-16
• 1.4 課題來源與論文構(gòu)架16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 第2章 準(zhǔn)雙曲面螺旋錐齒輪三維建模17-28
• 2.1 基本理論17-20
• 2.1.1 嚙合原理17-18
• 2.1.2 齒輪加工原理18-19
• 2.1.3 幾何原理19-20
• 2.2 小齒輪齒面方程的建立20-22
• 2.2.1 機(jī)床各坐標(biāo)系變換20-21
• 2.2.2 刀盤齒面方程的建立21-22
• 2.2.3 齒廓方程的推導(dǎo)22
• 2.3 大齒輪齒面方程的建立22-24
• 2.3.1 機(jī)床各坐標(biāo)系變換22-23
• 2.3.2 刀盤齒面方程建立23-24
• 2.4 三維模型的建立24-27
• 2.4.1 齒輪與機(jī)床參數(shù)24-25
• 2.4.2 數(shù)值計(jì)算25-26
• 2.4.3 三維曲面造型26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 不同工況下接觸應(yīng)力分析28-40
• 3.1 引言28
• 3.2 理論基礎(chǔ)28-32
• 3.2.1 接觸分析理論28-29
• 3.2.2 有限元分析理論29-30
• 3.2.3 動力學(xué)分析理論30-32
• 3.3 不同工況下螺旋錐齒輪應(yīng)力分析32-39
• 3.3.1 建立有限元模型32-33
• 3.3.2 接觸應(yīng)力分析33-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 不同載荷下接觸軌跡與嚙合剛度40-50
• 4.1 引言40
• 4.2 不同載荷下齒面接觸軌跡40-45
• 4.2.1 理論計(jì)算40-41
• 4.2.2 有限元法求解接觸軌跡41-45
• 4.3 不同載荷下的嚙合剛度45-49
• 4.3.1 齒面綜合變形45-46
• 4.3.2 齒面嚙合力46-48
• 4.3.3 嚙合剛度48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第5章 總結(jié)與展望50-52
• 5.1 總結(jié)50
• 5.2 展望50-52
• 參考文獻(xiàn)52-56
• 致謝56-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文57

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