本文關(guān)鍵詞：基于Enler-Rodrigues的接觸分析算法研究與應(yīng)用

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【摘要】：近年來(lái),隨著汽車(chē)、航空航天技術(shù)的飛速發(fā)展,螺旋錐齒輪由于其結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率高的特點(diǎn),應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。然而它在傳動(dòng)的過(guò)程中如果因應(yīng)力集中造成輪齒齒面點(diǎn)蝕或因接觸應(yīng)力過(guò)大造成齒輪疲勞損壞將縮短齒輪的設(shè)計(jì)壽命。因此齒輪的接觸應(yīng)力對(duì)齒輪傳動(dòng)影響很大,研究漸開(kāi)線(xiàn)斜齒輪的動(dòng)、靜態(tài)接觸應(yīng)力對(duì)提高齒輪壽命和接觸強(qiáng)度有著至關(guān)重要的作用。在本文中,提出了一種運(yùn)用在汽車(chē)后橋主減速器中的新型齒輪,它不僅可以適應(yīng)其高速的轉(zhuǎn)矩,而且能夠有效的減少在傳動(dòng)過(guò)程中的損耗。之后通過(guò)有限元分析的方法,主要利用了Hypermesh和ANSYS軟件,對(duì)這種新型的齒輪進(jìn)行分析,驗(yàn)證其安全性和可行性。并對(duì)基于Enler-Rodrigues公式的新型算法進(jìn)行了研究,通過(guò)方程變換,減少了計(jì)算中所用方程的維數(shù),由嚙合方程求得到初值選取計(jì)算公式,使初始值求解有規(guī)律可循,有效提高了工作效率。齒面接觸分析是以齒輪嚙合理論作為基礎(chǔ),通過(guò)在計(jì)算機(jī)上建立嚙合曲面的模型,仿真齒輪副的嚙合過(guò)程、產(chǎn)生接觸區(qū)域相關(guān)數(shù)據(jù),并分析它們?cè)诓煌惭b形式下的齒面接觸區(qū)域的情況,進(jìn)而完成對(duì)非正確的接觸區(qū)域的修正。Hypermesh作為一種高效的前處理軟件,與ANSYS一樣,具有很好的通用性,因而我們選用其對(duì)單齒模型進(jìn)行簡(jiǎn)化、網(wǎng)格劃分、設(shè)置材料屬性、單元屬性、接觸屬性以及實(shí)常數(shù)。在單齒分析中,我們對(duì)實(shí)常數(shù)FKN以及材料的摩擦系數(shù)進(jìn)行了變化,通過(guò)對(duì)應(yīng)力云圖的分析,找到應(yīng)力集中區(qū)域以及最容易發(fā)生斷裂的區(qū)域,并且通過(guò)對(duì)不同的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,以模擬不同的實(shí)際工作狀況和場(chǎng)景,多方面、多角度的驗(yàn)證該齒輪的合理性,并為之后的動(dòng)態(tài)分析做好基礎(chǔ)。而在之后主要的動(dòng)態(tài)分析中,對(duì)現(xiàn)實(shí)的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行了模擬,調(diào)整不同的嚙合角度,通過(guò)對(duì)不同嚙合位置的應(yīng)力云圖進(jìn)行分析,對(duì)齒輪進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。
【關(guān)鍵詞】：螺旋錐齒輪 有限元分析 齒面接觸分析 ANSYS Enler-Rodrigues公式
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 選題背景及意義8
• 1.2 有限元分析基礎(chǔ)8-13
• 1.2.1 有限元分析的一般原理8-10
• 1.2.2 彈性力學(xué)的假設(shè)及基本方程10-12
• 1.2.3 基本失效理論12-13
• 1.3 有限元分析軟件介紹13
• 1.4 螺旋錐齒輪的發(fā)展現(xiàn)狀13-16
• 第2章 前處理16-29
• 2.1 幾何模型介紹及簡(jiǎn)化16-18
• 2.2 幾何模型導(dǎo)入18-19
• 2.3 網(wǎng)格劃分及網(wǎng)格質(zhì)量檢查19-22
• 2.4 定義單元類(lèi)型22-23
• 2.5 定義材料屬性及參數(shù)23-24
• 2.6 識(shí)別接觸對(duì)以及定義接觸面24-27
• 2.7 設(shè)置實(shí)常數(shù)27-28
• 2.8 本章小結(jié)28-29
• 第3章 求解過(guò)程29-42
• 3.1 Enler-Rodrigues算法簡(jiǎn)介29-37
• 3.1.1 螺旋錐齒輪齒面方程的建立31-32
• 3.1.2 齒面接觸分析的改進(jìn)算法32-36
• 3.1.3 齒面接觸區(qū)接觸形狀的確定36-37
• 3.2 定義約束條件37-39
• 3.3 定義壓力載荷39-41
• 3.4 APDL語(yǔ)句表示41-42
• 第4章 后處理42-52
• 4.1 查看分析結(jié)果42-44
• 4.2 不同參數(shù)的影響44-52
• 4.2.1 接觸剛度因子FKN對(duì)結(jié)果的影響44-48
• 4.2.2 摩擦系數(shù)的選取對(duì)結(jié)果的影響48-52
• 第5章 傳動(dòng)過(guò)程中的應(yīng)力變化分析52-56
• 5.1 五齒模型的建立52
• 5.2 應(yīng)力分析的過(guò)程與結(jié)果52-55
• 5.3 結(jié)果分析55-56
• 第6章 總結(jié)與展望56-58
• 6.1 總結(jié)56-57
• 6.2 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果61-62
• 致謝62

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 孫殿柱,董學(xué)朱;描述真實(shí)齒面數(shù)學(xué)模型的研究[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2000年01期

2 劉祖愈;品良;;齒，

本文編號(hào)：631697