本文關(guān)鍵詞：有限元與半平面法結(jié)合的技術(shù)在斜齒輪有限元后處理中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在機械傳動中,斜齒輪傳動由于傳動平穩(wěn)、效率高等優(yōu)點而被廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域。斜齒輪在傳動過程中,由于受到變化的接觸載荷,容易發(fā)生輪齒的失效。因此對斜齒輪嚙合過程進行有限元分析,分析在嚙合過程中應(yīng)力和位移的變化,對于研究齒輪接觸強度和齒輪壽命具有重要的指導(dǎo)意義。現(xiàn)今對齒輪進行有限元分析主要依賴于有限元分析軟件,現(xiàn)行的有限元軟件在進行齒輪接觸有限元分析時需處理大量的有限單元,求解應(yīng)力和位移時計算速度較慢,在后處理方面計算結(jié)果的顯示缺乏靈活性,為了克服這些缺點,本文綜合應(yīng)用有限單元法和半平面法的基本原理采用編程方法對斜齒輪進行有限元求解計算和后處理。本文具體研究工作如下:1)根據(jù)斜齒輪螺旋面的形成原理及齒輪基本參數(shù),編譯程序完成斜齒輪的建模及離散化。從程序中導(dǎo)出斜齒輪的節(jié)點和單元數(shù)據(jù),在有限元軟件中編寫命令流程序完成建模。2)根據(jù)有限單元法和半平面法基本原理,推導(dǎo)其應(yīng)力和位移計算公式,計算斜齒輪節(jié)點上的應(yīng)力和位移值。3)在自開發(fā)程序和有限元軟件中分別進行有限元后處理。在自開發(fā)程序中將有限單元法和半平面法綜合應(yīng)用于斜齒輪后處理,具體過程為:以接觸線為中心,劃定一個斜半圓柱區(qū)域,在該區(qū)域內(nèi)部,采用半平面法的計算結(jié)果;在該區(qū)域外部,采用有限單元法的計算結(jié)果;結(jié)合邊界上取二者平均值。將二者綜合起來通過編譯程序?qū)崿F(xiàn)計算結(jié)果的直觀顯示。在有限元軟件中通過自帶的通用后處理器實現(xiàn)計算結(jié)果的顯示。4)對自開發(fā)程序與有限元軟件中進行有限元分析的計算時間進行對比。在后處理過程中,以位移圖和應(yīng)力云圖為例,比較兩種后處理方法顯示效果的差異。5)展現(xiàn)有限單元法與半平面法結(jié)合在后處理方面結(jié)果顯示的靈活性。本文成功的將有限單元法和半平面法理論相結(jié)合應(yīng)用于斜齒輪有限元分析,并且在MATLAB中開發(fā)了一套斜齒輪有限元分析程序,與有限元軟件相比,通過該程序進行有限元分析計算速度較快,顯示精度較高,在后處理中結(jié)果顯示方面具有更好的適應(yīng)性和靈活性。
【關(guān)鍵詞】：斜齒輪 有限單元法 半平面法 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題研究背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 齒輪有限元分析研究現(xiàn)狀9
• 1.2.2 有限元后處理研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容11-14
• 2 斜齒輪參數(shù)化建模及離散化14-28
• 2.1 斜齒輪齒形及其特性14-18
• 2.1.1 斜齒輪齒廓15-17
• 2.1.2 斜齒輪齒面17-18
• 2.2 斜齒輪在MATLAB中參數(shù)化建模18-24
• 2.2.1 坐標系的布置及斜齒輪參數(shù)18-19
• 2.2.2 斜齒輪螺旋面19-24
• 2.3 斜齒輪有限元離散化24-25
• 2.4 嚙合接觸線25-26
• 2.5 斜齒輪在ANSYS中參數(shù)化建模26-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 3 有限單元法分析斜齒輪28-36
• 3.1 有限單元法基本步驟28-29
• 3.2 單元力學(xué)特性分析29-32
• 3.2.1 位移模式29
• 3.2.2 單元應(yīng)變關(guān)系式29-30
• 3.2.3 單元應(yīng)力關(guān)系式30-31
• 3.2.4 單元剛度矩陣31
• 3.2.5 載荷移置31-32
• 3.3 整體分析32-33
• 3.4 有限單元法計算結(jié)果33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-36
• 4 半平面法分析斜齒輪36-44
• 4.1 半平面法分析斜齒輪36-39
• 4.1.1 半平面法計算應(yīng)力36-38
• 4.1.2 半平面法計算位移38-39
• 4.2 齒輪嚙合接觸區(qū)域39-40
• 4.3 半平面法計算結(jié)果40-41
• 4.4 本章小結(jié)41-44
• 5 斜齒輪有限元后處理44-60
• 5.1 斜齒輪求解計算及后處理44
• 5.2 結(jié)合法后處理與ANSYS后處理結(jié)果對比44-49
• 5.2.1 位移圖對比44-47
• 5.2.2 應(yīng)力云圖對比47-49
• 5.3 有限元和半平面法結(jié)合分析應(yīng)力49-56
• 5.3.1 輪齒齒面應(yīng)力50-53
• 5.3.2 輪齒端平面應(yīng)力53-55
• 5.3.3 齒根應(yīng)力55-56
• 5.4 有限元和半平面法結(jié)合分析位移56-58
• 5.4.1 輪齒齒面位移56-57
• 5.4.2 齒面位移與載荷關(guān)系57-58
• 5.5 本章小結(jié)58-60
• 6 結(jié)論與展望60-62
• 6.1 結(jié)論60
• 6.2 展望60-62
• 致謝62-64
• 參考文獻64-68
• 附錄68-73

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本文編號：506876