發(fā)布時間：2023-02-20 22:13

　　變速器齒輪作為汽車傳動系統(tǒng)的主要組成部分,由于車速的不斷變化和頻繁的換檔,其工況較為復雜多變,工作環(huán)境較為惡劣。實踐證明,輪齒彎曲疲勞折斷是造成齒輪失效的主要破壞形式之一。因此,準確的計算齒輪彎曲強度顯得十分必要。齒輪齒根彎曲應力分析作為齒輪彎曲疲勞強度計算的主要內容,更加得到人們的重視。 本文主要針對變速器圓柱斜齒輪齒根彎曲應力分析問題展開研究,得到一些有價值的結論。 對漸開線外嚙合圓柱齒輪齒根彎曲應力的經典計算方法進行系統(tǒng)化的分析與總結,歸納經典方法計算齒輪齒根彎曲應力所需的齒輪基本參數(shù);針對齒輪接觸、彎曲及膠合問題,實現(xiàn)計算載荷系數(shù)(使用系數(shù)、動載系數(shù)、齒向載荷分布系數(shù)、齒間載荷分配系數(shù))計算的規(guī)范化、標準化。 針對工程上常用計算斜齒輪齒根彎曲應力的當量直齒輪模型,實現(xiàn)其幾何特征參數(shù)化,完成其齒廓漸開線方程及齒根過渡曲線方程的建立并查閱相關文獻確定模型邊界。分析當量直齒輪模型在計算齒輪齒根彎曲應力時存在的一些問題,在齒輪二維端面模型的基礎上,根據(jù)斜齒輪基圓螺旋線的生成原理,實現(xiàn)斜齒輪三維單齒、三齒實體模型幾何特征的參數(shù)化。從斜齒輪不同嚙合點對應接觸線的計算著手研究,分析幾對輪齒同...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
提要
第1章 緒論
    1.1 汽車變速器齒輪彎曲應力研究的意義
        1.1.1 齒輪傳動系統(tǒng)研究的發(fā)展及重要性
        1.1.2 變速器齒輪彎曲應力研究的意義
    1.2 傳統(tǒng)齒輪彎曲應力計算方法的發(fā)展與不足
        1.2.1 傳統(tǒng)齒輪彎曲應力計算方法的發(fā)展
        1.2.2 傳統(tǒng)齒輪彎曲應力計算方法的不足
    1.3 齒輪彎曲應力計算有限元法的發(fā)展與應用
        1.3.1 有限元法的發(fā)展
        1.3.2 有限元法在齒輪彎曲應力計算中的應用
    1.4 ANSYS 及其內部語言——APDL 簡介
        1.4.1 ANSYS 簡介
        1.4.2 ANSYS 內部語言APDL 簡介
    1.5 本文的主要工作內容
第2章 齒輪齒根應力的經典計算方法
    2.1 齒輪的載荷系數(shù)
        2.1.1 名義載荷
        2.1.2 計算載荷
        2.1.3 載荷系數(shù)
        2.1.4 載荷系數(shù)確定的原則
    2.2 齒輪的基本參數(shù)
        2.2.1 已知的初始參數(shù)
        2.2.2 端面的基本參數(shù)
        2.2.3 其它基本參數(shù)
    2.3 輪齒嚙合振動系統(tǒng)的分析模型
        2.3.1 系統(tǒng)的力學模型
        2.3.2 單位齒寬的當量質量
        2.3.3 嚙合剛度
        2.3.4 系統(tǒng)的自由振動頻率
        2.3.5 小齒輪的臨界轉速和臨界轉速比
    2.4 齒輪載荷系數(shù)的確定
        2.4.1 使用系數(shù)KA

        2.4.2 動載系數(shù)K_v

        2.4.3 齒向載荷分布系數(shù)K_β

        2.4.4 齒間載荷分配系數(shù)K_α

        2.4.5 膠合螺旋線載荷分配系數(shù)K_Bγ

    2.5 齒輪齒根應力的兩種經典計算方法
        2.5.1 齒根應力計算方法概述
        2.5.2 齒根應力的兩種經典計算方法
        2.5.3 齒根應力的表示
    2.6 齒輪齒根應力第一種計算方法的參數(shù)
        2.6.1 齒形系數(shù)Y_F

        2.6.2 應力修正系數(shù)Y_s

        2.6.3 螺旋角系數(shù)Y_β

    2.7 齒輪齒根應力第二種計算方法的參數(shù)
        2.7.1 齒形系數(shù)Y_Fa

        2.7.2 應力修正系數(shù)Y_sa

        2.7.3 重合度系數(shù)Y_ε

    2.8 本章小結
第3章 齒輪參數(shù)化幾何建模原理
    3.1 當量直齒輪齒廓漸開線方程
        3.1.1 極坐標系的漸開線方程
        3.1.2 直角坐標系的漸開線方程
        3.1.3 當量直齒輪的基本參數(shù)
        3.1.4 當量直齒輪齒廓漸開線方程
    3.2 當量直齒輪齒根過渡曲線方程及下部邊界
        3.2.1 齒條型加工刀具的工作原理
        3.2.2 齒條型刀具的基本參數(shù)
        3.2.3 齒條型刀具對應的齒根過渡曲線方程
        3.2.4 當量直齒輪齒根過渡曲線方程
        3.2.5 當量直齒輪單齒齒廓下部邊界的選取
    3.3 斜齒輪三維模型的建立
        3.3.1 斜齒輪三維模型建立的意義
        3.3.2 斜齒輪三維模型的相關簡化
        3.3.3 斜齒輪端面單齒齒廓的建立
        3.3.4 斜齒輪端面三齒齒廓的建立
        3.3.5 斜齒輪三維模型的建立
    3.4 斜齒輪接觸線的確定
        3.4.1 斜齒輪的嚙合原理
        3.4.2 斜齒輪接觸線位置的確定方法
        3.4.3 斜齒輪齒頂點處受載時的接觸線確定
        3.5.4 斜齒輪單齒嚙合上界點處受載時的接觸線確定
    3.5 本章小結
第4章 齒輪彎曲應力分析的APDL 實現(xiàn)
    4.1 ANSYS 參數(shù)化語言APDL 的基本功能
        4.1.1 APDL 功能概述
        4.1.2 APDL 參數(shù)類型與命名規(guī)則
        4.1.3 APDL 參數(shù)的賦值
        4.1.4 數(shù)值型變量值的替換
        4.1.5 參數(shù)與數(shù)據(jù)文件的寫出
        4.1.6 APDL 的數(shù)學運算符號
        4.1.7 APDL 的流程控制
    4.2 APDL 的二次開發(fā)功能
        4.2.1 APDL 二次開發(fā)功能概述
        4.2.2 APDL 的宏與宏文件
        4.2.3 宏文件的命名與創(chuàng)建
        4.2.4 參數(shù)輸入對話框的創(chuàng)建
    4.3 齒輪齒根應力經典計算方法的APDL 實現(xiàn)
        4.3.1 齒輪齒根應力經典計算方法的APDL 實現(xiàn)流程
        4.3.2 齒輪齒根應力經典計算方法的參數(shù)輸入對話框
        4.3.3 齒輪齒根應力經典計算方法的結果輸出對話框
        4.3.4 齒輪齒根應力經典計算方法的參數(shù)存儲文件的生成
    4.4 齒輪實體模型的APDL 實現(xiàn)
        4.4.1 當量直齒輪單齒齒廓的APDL 實現(xiàn)
        4.4.2 斜齒輪端面齒廓的APDL 實現(xiàn)
        4.4.3 斜齒輪三維模型的APDL 實現(xiàn)
    4.5 當量直齒輪有限元模型的APDL 實現(xiàn)
        4.5.1 單元屬性定義
        4.5.2 網(wǎng)格劃分控制
        4.5.3 網(wǎng)格劃分
    4.6 斜齒輪三維有限元模型的APDL 實現(xiàn)
        4.6.1 斜齒輪三維單齒模型載荷接觸線分析
        4.6.2 輪齒接觸面剖分
        4.6.3 斜齒輪三維單齒有限元模型的APDL 實現(xiàn)
        4.6.4 斜齒輪三維三齒有限元模型的APDL 實現(xiàn)
    4.7 當量直齒輪有限元模型求解的APDL 實現(xiàn)
        4.7.1 當量直齒輪有限元模型的載荷分析
        4.7.2 當量直齒輪有限元模型求解的APDL 實現(xiàn)
    4.8 斜齒輪三維有限元模型求解的APDL 實現(xiàn)
        4.8.1 斜齒輪三維有限元模型的載荷分析
        4.8.2 斜齒輪三維單齒有限元模型求解的APDL 實現(xiàn)
        4.8.3 斜齒輪三維三齒有限元模型求解的APDL 實現(xiàn)
    4.9 兩種方法計算齒輪齒根應力結果的對比分析
        4.9.1 兩種方法計算齒輪齒根應力的數(shù)據(jù)對比
        4.9.2 經典計算方法與當量直齒輪模型有限元法結果對比分析
        4.9.3 經典計算方法與斜齒輪三維單齒模型有限元法結果對比分析
        4.9.4 當量直齒輪模型與斜齒輪三維三齒模型結果對比分析
    4.10 本章小結
第5章 全文總結及展望
參考文獻
摘要
ABSTRACT
致謝



本文編號：3747410

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