發(fā)布時(shí)間：2017-05-12 03:02

  本文關(guān)鍵詞：高速狀態(tài)下漸開(kāi)線直齒輪的齒形修形研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪傳動(dòng)是應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)裝置,眾多機(jī)電產(chǎn)品的核心部分,隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,齒輪傳動(dòng)裝置逐漸向高速與重載化方向發(fā)展。齒輪在高速、重載狀況下,由于齒輪溫度分布不均引起齒輪變形,加上制造安裝誤差產(chǎn)生的嚙合沖擊,將會(huì)對(duì)齒輪產(chǎn)生一定的破壞,同時(shí),在變載荷影響下,齒輪的疲勞特征也會(huì)愈發(fā)明顯。為了使齒輪在高速條件下嚙合傳動(dòng)效果較好,降低齒輪傳動(dòng)的振動(dòng)與噪聲,齒面載荷分布比較均勻,必須對(duì)齒輪進(jìn)行齒形修形,進(jìn)而能夠提高齒輪傳動(dòng)效率。齒形修形的研究必須以齒輪模型的精確性為前提,不精確的齒輪模型會(huì)對(duì)齒輪的動(dòng)態(tài)接觸應(yīng)力分析結(jié)果有一定影響,為此,利用UGNX構(gòu)建漸開(kāi)線幾何方程以及齒根過(guò)渡曲線,結(jié)合參數(shù)化功能創(chuàng)建齒輪模型。將漸開(kāi)線齒輪模型導(dǎo)入ANSYS/LS-DYNA中進(jìn)行數(shù)值模擬,設(shè)定邊界條件以及約束載荷,對(duì)齒輪模型進(jìn)行高速狀態(tài)下的非線性動(dòng)力分析,可以獲得齒輪高速傳動(dòng)過(guò)程中齒面接觸應(yīng)力、應(yīng)變以及加速度等時(shí)間歷程曲線,通過(guò)對(duì)比赫茲公式計(jì)算的齒面最大接觸應(yīng)力,確定有限元計(jì)算結(jié)果的合理性。利用上述高速狀態(tài)下動(dòng)態(tài)力學(xué)計(jì)算結(jié)果以及齒廓修形演變公式,可以得到齒廓修形所需要的修形參數(shù),進(jìn)而能夠得到不同修形曲線對(duì)應(yīng)的齒輪模型,將修形齒輪進(jìn)行非線性動(dòng)力分析,設(shè)定齒輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)所需邊界條件。之后,對(duì)比直線、Walker曲線與圓弧曲線三種齒廓修形曲線的分析結(jié)果,得到圓弧曲線具有更好的修形效果,對(duì)其在不同高速狀態(tài)下進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,得到圓弧修形齒輪在小于340rad／s的工況下,齒輪傳動(dòng)嚙合沖擊,振動(dòng)與噪聲比較小。同樣,結(jié)合未修形齒輪的動(dòng)力分析結(jié)果與齒向修形理論建立齒向修形齒輪模型,之后將修形齒輪在高速工況下進(jìn)行非線性動(dòng)力分析,通過(guò)修形齒輪在300rad／s線速度下產(chǎn)生的周向位移可以得出,齒端圓弧修形與鼓形修形都能夠降低齒輪沖擊,提取修形齒輪齒向方向不同單元的最大接觸應(yīng)力,繪制最大接觸應(yīng)力曲線,對(duì)比漸開(kāi)線直齒輪、齒端圓弧齒輪與鼓形修形齒輪的接觸應(yīng)力曲線可得出,鼓形修形效果較為突出,對(duì)鼓形修形齒輪在不同高速范圍下分析,得到轉(zhuǎn)速小于320rad／s時(shí),齒輪傳動(dòng)穩(wěn)定性較好。本文主要利用有限元軟件對(duì)齒輪模型進(jìn)行高速狀態(tài)下的動(dòng)力學(xué)分析,結(jié)合齒輪動(dòng)力分析結(jié)果與修形理論,對(duì)齒輪進(jìn)行齒廓修形與齒向修形的設(shè)計(jì),設(shè)定修形齒輪在300rad/s的邊界條件下,進(jìn)行非線性動(dòng)力分析,進(jìn)而確定了滿足高速狀態(tài)下的齒輪修形方式與修形量,通過(guò)對(duì)本文的研究為齒輪設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)參考,能夠更好地滿足工程應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：非線性動(dòng)力學(xué) 有限元分析 齒廓修形 齒向修形
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 選題背景及目的、意義12-13
• 1.1.1 選題背景12-13
• 1.1.2 選題的目的與意義13
• 1.2 齒輪傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)及接觸研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 齒輪修形國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-20
• 1.3.1 國(guó)外齒廓修形的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 國(guó)外齒向修形的研究現(xiàn)狀16
• 1.3.3 國(guó)內(nèi)齒廓修形的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.4 國(guó)內(nèi)齒向修形的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容20-22
• 第二章 齒輪經(jīng)典接觸問(wèn)題與有限元法22-32
• 2.1 接觸問(wèn)題基本方程22-23
• 2.2 赫茲接觸理論分析23-25
• 2.3 齒輪接觸有限元法25-31
• 2.3.1 有限元法求解分析26-29
• 2.3.2 有限元接觸求解流程圖29-30
• 2.3.3 有限元接觸方式與接觸算法30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 漸開(kāi)線直齒輪參數(shù)化建模與接觸動(dòng)力學(xué)分析32-58
• 3.1 參數(shù)化建模方法32-33
• 3.2 漸開(kāi)線直齒輪參數(shù)化建模33-39
• 3.2.1 漸開(kāi)線參數(shù)方程33-35
• 3.2.2 建立三維漸開(kāi)線直齒輪35-39
• 3.3 基于ANSYS-LS-DYNA的顯式動(dòng)力分析介紹39-46
• 3.3.1 ANSYS-LS-DYNA動(dòng)力分析概述40
• 3.3.2 LS-DYNA顯式動(dòng)力分析的基本概念40-42
• 3.3.3 LS-DYNA分析過(guò)程42
• 3.3.4 LS-DYNA接觸類型與動(dòng)態(tài)接觸算法42-46
• 3.3.5 求解控制技術(shù)46
• 3.4 齒輪接觸動(dòng)力學(xué)有限元分析46-53
• 3.4.1 單元的選擇47
• 3.4.2 設(shè)置實(shí)常數(shù)與單元屬性47-48
• 3.4.3 網(wǎng)格的劃分48-49
• 3.4.4 定義部件與接觸49-51
• 3.4.5 邊界條件與加載載荷51-53
• 3.4.6 模型分析求解53
• 3.5 動(dòng)力接觸仿真結(jié)果分析53-56
• 3.6 本章小結(jié)56-58
• 第四章 漸開(kāi)線直齒輪齒廓修形分析58-76
• 4.1 引言58
• 4.2 齒輪傳動(dòng)嚙合特性58-61
• 4.3 齒廓修形的研究61-67
• 4.3.1 確定齒廓修形量62-63
• 4.3.2 齒廓修形長(zhǎng)度的確定63
• 4.3.3 修形曲線的確定63-65
• 4.3.4 修形曲線的參數(shù)方程65
• 4.3.5 修形齒輪的實(shí)體模型65-67
• 4.4 修形齒輪有限元分析67-74
• 4.4.1 修形曲線接觸應(yīng)力結(jié)果67-71
• 4.4.2 角速度對(duì)修形曲線的影響71-74
• 4.5 本章小結(jié)74-76
• 第五章 漸開(kāi)線直齒輪齒向修形分析76-98
• 5.1 齒向修形載荷分布與修形原理76-78
• 5.1.1 齒向修形齒向載荷分布76-78
• 5.1.2 齒向修形原理78
• 5.2 齒向修形的歪斜度簡(jiǎn)介78-80
• 5.3 齒輪齒向修形方法80-87
• 5.3.1 齒端修形80-81
• 5.3.2 螺旋角修形81-83
• 5.3.3 鼓形修形83-87
• 5.4 齒向修形的參數(shù)建模87-88
• 5.5 齒向修形有限元仿真88-95
• 5.6 本章小結(jié)95-98
• 第六章 結(jié)論與展望98-100
• 6.1 結(jié)論98-99
• 6.2 展望99-100
• 致謝100-102
• 參考文獻(xiàn)102-106
• 附錄 攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文106

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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2 葉紹松,阮祥發(fā),趙燕;有限元法在結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用[J];機(jī)械研究與應(yīng)用;2005年04期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 方倫浩;基于有限元法的鋁合金輪轂?zāi)蜎_擊研究[D];上海交通大學(xué);2008年

2 楊青;大型斜齒輪傳動(dòng)動(dòng)態(tài)特性的仿真研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

3 徐香翠;齒輪的嚙合彈性變形與弧齒圓柱齒輪修形方法的研究[D];揚(yáng)州大學(xué);2011年

4 霍佳峰;基于接觸分析的斜齒輪修形方法研究[D];天津大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：高速狀態(tài)下漸開(kāi)線直齒輪的齒形修形研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：358599