發(fā)布時間：2017-09-03 07:42

  本文關(guān)鍵詞：內(nèi)平動分度凸輪機構(gòu)的接觸分析研究

  更多相關(guān)文章： 接觸分析 動力學(xué)仿真 有限元分析 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

【摘要】：接觸問題在機械工程領(lǐng)域廣泛存在。研究機械結(jié)構(gòu)零部件之間的接觸性能,分析其接觸面的應(yīng)力應(yīng)變等分布,對于機械產(chǎn)品的設(shè)計研發(fā)、優(yōu)化以及減震降噪等至關(guān)重要。本論文針對內(nèi)平動分度凸輪機構(gòu)進行了接觸分析及優(yōu)化,研究其機構(gòu)主要結(jié)合面的接觸性能、應(yīng)力應(yīng)變以及強度等方面的問題,同時對機構(gòu)的動態(tài)接觸性能進行分析研究。首先,應(yīng)用彈性接觸力學(xué)理論,對機構(gòu)的凸輪與針齒嚙合傳動進行接觸分析,結(jié)合彈性接觸理論,計算凸輪與針齒一個分度期內(nèi)的接觸應(yīng)力應(yīng)變,并對其進行接觸強度校核,求解了凸輪與針齒嚙合的非線性接觸剛度,并同時計算求解了針齒與凸輪實際廓線間的接觸間隙。其次,考慮到彈性接觸理論的局限性,本文應(yīng)用ANSYS13.0/Workbench軟件對內(nèi)平動分度凸輪機構(gòu)相關(guān)部件進行有限元接觸分析,得到了凸輪與針齒在不同嚙合位置時的接觸應(yīng)力應(yīng)變分布云圖及最大接觸應(yīng)力分布情況,分析了安裝誤差對機構(gòu)整體嚙合變形及受力的影響。機構(gòu)零部件結(jié)合面參數(shù)對整機的動態(tài)性能有重要影響,故本文在綜合考慮結(jié)合面參數(shù)影響下,對整機進行模態(tài)分析,使分析更加合理準確。此外,針對零件結(jié)合面接觸應(yīng)力分布不均勻、局部接觸應(yīng)力過大等問題,應(yīng)用有限元軟件對機構(gòu)關(guān)鍵接觸部位進行形狀優(yōu)化,改善零件接觸狀況,優(yōu)化了機構(gòu)的接觸性能,并對箱體結(jié)構(gòu)進行了拓撲優(yōu)化,減輕箱體重量。最后,利用ADAMS對內(nèi)平動分度凸輪機構(gòu)進行動力學(xué)仿真,建立了零件了剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型,綜合考慮了機構(gòu)在不同負載、轉(zhuǎn)速影響下的動態(tài)接觸力變化情況,從而分析負載轉(zhuǎn)速對機構(gòu)動態(tài)接觸力的影響,接觸間隙是機構(gòu)裝配中不可忽略的部分,本文分析了凸輪與針齒在不同接觸間隙下的嚙合受力變化情況。
【關(guān)鍵詞】：接觸分析 動力學(xué)仿真 有限元分析 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH112.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 引言8-9
• 1.2 接觸問題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢9-11
• 1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 接觸問題的發(fā)展趨勢10-11
• 1.3 機械工程中的接觸問題概述11-12
• 1.4 接觸問題的分析方法12-14
• 1.4.1 解析法13
• 1.4.2 數(shù)值法13-14
• 1.5 接觸問題分類14-15
• 1.6 內(nèi)平動分度凸輪機構(gòu)的傳動原理15-16
• 1.7 本文的主要研究內(nèi)容16-17
• 2 機構(gòu)接觸分析17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 彈性接觸分析的理論基礎(chǔ)17-18
• 2.2.1 接觸表面的運動及受力17-18
• 2.2.2 接觸問題的基本假設(shè)18
• 2.3 輪齒嚙合接觸應(yīng)力與變形計算18-25
• 2.4 齒面接觸強度分析25-26
• 2.5 輪齒嚙合接觸剛度計算26-28
• 2.6 輪齒接觸間隙計算28-30
• 2.7 本章小結(jié)30-31
• 3 基于Workbench有限元接觸分析31-47
• 3.1 引言31
• 3.2 Workbench接觸分析31-33
• 3.2.1 ANSYS13.0/Workbench有限元軟件簡介31-32
• 3.2.2 Workbench接觸分析的基本過程32-33
• 3.3 接觸分問題的有限元求解33
• 3.4 接觸分析算例33-39
• 3.4.1 輪齒接觸受力分析34-37
• 3.4.2 機構(gòu)相關(guān)零部件接觸分析37-38
• 3.4.3 不同嚙合位置處輪齒接觸結(jié)果輸出38-39
• 3.5 箱體結(jié)構(gòu)接觸分析39-40
• 3.6 安裝誤差下輪齒接觸分析40-43
• 3.6.1 機構(gòu)安裝誤差40-41
• 3.6.2 安裝誤差下凸輪與針齒接觸分析41-43
• 3.7 內(nèi)平動分度凸輪機構(gòu)模態(tài)分析43-46
• 3.7.1 機構(gòu)有限元分析模型43-44
• 3.7.2 考慮結(jié)合面接觸剛度影響下機構(gòu)模態(tài)分析44-46
• 3.8 本章小結(jié)46-47
• 4 基于Workbench的結(jié)構(gòu)接觸改進設(shè)計47-52
• 4.1 引言47
• 4.2 機構(gòu)零件接觸改進算例47-51
• 4.2.1 箱體支撐接觸形狀改進47-50
• 4.2.2 輪齒嚙合接觸改進設(shè)計50-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 5 機構(gòu)動態(tài)接觸仿真分析52-67
• 5.1 引言52
• 5.2 ADAMS動力學(xué)仿真52-54
• 5.2.1 ADAMS動力學(xué)仿真軟件概述52-53
• 5.2.2 ADAMS動力學(xué)仿真的基本流程53
• 5.2.3 ADAMS求解機構(gòu)接觸力53-54
• 5.3 內(nèi)平動分度機構(gòu)的剛?cè)狁詈夏Ｐ头抡娣治?/span>54-59
• 5.3.1 關(guān)鍵零件生成柔性體55
• 5.3.2 機構(gòu)剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型及參數(shù)定義55-57
• 5.3.3 接觸約束參數(shù)的設(shè)置57-58
• 5.3.4 仿真結(jié)果輸出58-59
• 5.4 考慮負載、轉(zhuǎn)速的機構(gòu)動態(tài)特性分析59-61
• 5.5 考慮接觸間隙的機構(gòu)動態(tài)特性分析61-66
• 5.5.1 接觸間隙的產(chǎn)生61-62
• 5.5.2 輪齒接觸間隙的測量62
• 5.5.3 輪齒嚙合接觸狀態(tài)判定62-64
• 5.5.4 輪齒間隙對嚙合傳動的影響64-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 6 結(jié)論67-68
• 7 展望68-69
• 8 參考文獻69-74
• 9 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況74-75
• 10 致謝75

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本文編號：783759