本文關(guān)鍵詞：大型船用二級人字齒輪傳動有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：船用齒輪傳動系統(tǒng)是船舶動力裝置的重要組成部分，隨著船舶高速化、大型化與重載化的發(fā)展，對船用齒輪傳動系統(tǒng)的承載能力與傳動平穩(wěn)性提出了更高的要求。因此，深入研究船用多級齒輪傳動系統(tǒng)，對于優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)、提高其安全性、可靠性有著重要的理論指導(dǎo)意義。 與普通齒輪副相比，船用人字齒輪系統(tǒng)的重合度高，尺寸大，力學(xué)特征復(fù)雜，研究難度大。如何建立該系統(tǒng)的合理模型，是研究該系統(tǒng)力學(xué)特征的關(guān)鍵所在。本文應(yīng)用大型商用有限元軟件ANSYS，對某一大型船用二級人字齒輪傳動系統(tǒng)進(jìn)行了靜態(tài)與動態(tài)分析。具體研究內(nèi)容如下： (1)介紹了船用二級人字齒輪系統(tǒng)的基本概況。分析了該系統(tǒng)的組成、工作原理，并計(jì)算了系統(tǒng)各齒輪的幾何參數(shù)及額定工況。 (2)建立船用人字齒輪系統(tǒng)的3D模型。采用CAD軟件Pro／E，實(shí)現(xiàn)船用人字齒輪3D實(shí)體的精確建模，并對模型進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)裝配。同時將已裝配的齒輪模型導(dǎo)入ANSYS軟件，進(jìn)行網(wǎng)格劃分。 (3)對船用人字齒輪傳動進(jìn)行靜態(tài)接觸分析。在ANSYS軟件中，定義內(nèi)圈與旋轉(zhuǎn)軸上質(zhì)量節(jié)點(diǎn)間為剛性區(qū)域，確定齒輪的旋轉(zhuǎn)自由度，施加載荷并定義邊界條件，，定義3D接觸單元，進(jìn)行有限元計(jì)算，分析系統(tǒng)的靜態(tài)承載能力。 (4)對船用人字齒輪傳動進(jìn)行動態(tài)接觸分析。在非線性動力學(xué)模塊ANSYS／LS-DYNA中，定義齒輪內(nèi)圈為剛性體，確保剛性體的質(zhì)心與齒輪旋轉(zhuǎn)軸相重合，在剛性體上施加載荷并定義邊界條件。把相嚙合齒面定義為面面接觸對，進(jìn)行動態(tài)接觸求解，分析嚙合過程應(yīng)力的變化趨勢。 研究結(jié)果表明：在額定載荷下，各人字齒輪的最大應(yīng)力均未超過材料的許用應(yīng)力。在整個傳動過程中，人字型齒輪副接觸壓力與應(yīng)力變化較小，傳動平穩(wěn)。在輪齒嚙入與嚙出時，齒頂與齒根處有較小的應(yīng)力集中。本文合理解決了部分輪齒模型的力矩施加問題。
【關(guān)鍵詞】：大型船用二級人字齒輪傳動 3D模型 靜態(tài)接觸分析 動態(tài)接觸分析
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：U661
【目錄】：

• 第1章 前言6-12
• 1.1 概述6-7
• 1.2 研究現(xiàn)狀7-10
• 1.2.1 齒輪傳動系統(tǒng)在國外的研究現(xiàn)狀8
• 1.2.2 齒輪傳動系統(tǒng)在國內(nèi)的研究現(xiàn)狀8-10
• 1.3 課題研究意義10
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容10-12
• 第2章 大型船用二級人字齒輪傳動系統(tǒng)12-18
• 2.1 船用二級人字齒輪系統(tǒng)組成與工作原理12-13
• 2.2 齒輪系統(tǒng)參數(shù)13
• 2.3 齒輪嚙合的接觸位置13-14
• 2.4 重合度計(jì)算14-15
• 2.5 額定載荷15-16
• 2.6 齒輪強(qiáng)度計(jì)算理論16-17
• 2.7 本章小節(jié)17-18
• 第3章 建立齒輪模型18-30
• 3.1 引言18
• 3.2 齒輪實(shí)體模型18-25
• 3.2.1 CAD軟件Pro／E簡介18-19
• 3.2.2 在Pro／E中建立人字齒輪模型19-25
• 3.3 齒輪的有限元模型25-29
• 3.3.1 實(shí)體模型的導(dǎo)入26
• 3.3.2 單位制26
• 3.3.3 齒輪模型的網(wǎng)格劃分26-29
• 3.4 本章小結(jié)29-30
• 第4章 齒輪副的靜態(tài)接觸分析30-50
• 4.1 引言30-31
• 4.2 有限元理論31-36
• 4.2.1 力學(xué)基本方程31-32
• 4.2.2 彈性問題的能量表示32-33
• 4.2.3 應(yīng)力計(jì)算33-34
• 4.2.4 接觸分析34-36
• 4.3 有限元模型36-39
• 4.3.1 網(wǎng)格劃分36-38
• 4.3.2 接觸單元定義38-39
• 4.4 載荷與邊界條件39-41
• 4.4.1 施加載荷39-40
• 4.4.2 定義邊界條件40-41
• 4.5 求解41
• 4.6 計(jì)算結(jié)果分析41-49
• 4.6.1 高壓端Ⅰ級齒輪副模型的計(jì)算結(jié)果41-45
• 4.6.2 高壓端Ⅱ級齒輪副模型的計(jì)算結(jié)果45-48
• 4.6.3 靜態(tài)接觸分析結(jié)論48-49
• 4.7 本章小結(jié)49-50
• 第5章 齒輪副的動態(tài)接觸分析50-57
• 5.1 引言50-51
• 5.2 動力學(xué)分析理論51
• 5.2.1 ANSYS／LS-DYNA模塊簡介51
• 5.3 有限元模型51
• 5.4 網(wǎng)格劃分51-52
• 5.5 施加載荷與定義邊界條件52-53
• 5.5.1 PART ID與剛體定義52-53
• 5.5.2 施加載荷53
• 5.5.3 定義邊界條件53
• 5.6 定義接觸53-54
• 5.7 求解54-55
• 5.8 計(jì)算結(jié)果分析55-56
• 5.9 本章小結(jié)56-57
• 第6章 結(jié)論與展望57-59
• 6.1 結(jié)論57
• 6.2 展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 致謝62-63
• 附錄63

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：474894