本文關(guān)鍵詞：直齒—面齒輪加載接觸分析及彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力計算方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高精度面齒輪作為航空航天用傳動齒輪,接觸強度和彎曲強度對其使用壽命影響很大,也是它參數(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)；重合度、傳動誤差等傳動性能參數(shù)影響其傳動的平穩(wěn)性、噪音,因此這些分析與設(shè)計工作是其重要的研究內(nèi)容。本文研究面齒輪的模型構(gòu)建、接觸特性分析、接觸應(yīng)力計算方法、加載嚙合分析及接觸強度計算等研究內(nèi)容,以分析面齒輪的接觸區(qū)域、強度及傳動性能,為面齒輪的實際工程應(yīng)用和參數(shù)設(shè)計提供參考。論文主要研究內(nèi)容和成果有： 1.根據(jù)面齒輪嚙合原理,推導(dǎo)面齒輪齒面方程,利用數(shù)值求解方法求出面齒輪齒面的離散點,根據(jù)連續(xù)解除條件計算面齒輪點接觸形式的接觸軌跡,研究安裝誤差對接觸軌跡在齒寬方向偏移的影響,利用數(shù)值手段在Matlab中實現(xiàn)了可視化。通過NURBS曲面和虛擬加工的方法構(gòu)建面齒輪幾何模型,并分析了面齒輪建模的擬合誤差。 2.研究了面齒輪接觸應(yīng)力的兩種計算方法,即解析法和有限元分析法。解析法以“赫茲彈性接觸力學(xué)”為理論基礎(chǔ),計算面齒輪每個嚙合點的主曲率和主方向,研究面齒輪兩接觸齒面在嚙合點的接觸變形和應(yīng)力。論文采用ABAQUS對面齒輪單齒進行有限元加載接觸計算,分析面齒輪的接觸區(qū)域和接觸應(yīng)力。 結(jié)果表明：在不考慮邊緣接觸時,兩種計算方法可靠,對比誤差小于10%；在齒頂邊緣接觸時,解析法計算結(jié)果偏小,有限元法能正確反映應(yīng)力集中現(xiàn)象。 3.在ABAQUS中建立面齒輪多齒有限元分析模型,對面齒輪進行加載嚙合仿真分析,計算面齒輪加載接觸的重合度、載荷分布情況及傳動誤差等傳動性能參數(shù),研究載荷大小對這些參數(shù)的影響；以一個輪齒嚙合的一個周期為研究對象,分析面齒輪在嚙合傳動中的接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力變化情況,確定面齒輪接觸疲勞和彎曲疲勞的危險點。 4.針對面齒輪點接觸的傳動形式,探討影響面齒輪多齒模型接觸應(yīng)力的因素,認為載荷分布是決定面齒輪多齒接觸時接觸應(yīng)力大小的主要因素�；诿纨X輪單齒模型接觸應(yīng)力的解析計算公式,結(jié)合有限元仿真分析,給出了面齒輪多齒接觸強度計算的新方法。 5.通過實驗加載的方法研究面齒輪齒根彎曲應(yīng)力分布情況,并與仿真分析計算得到的結(jié)果進行對比驗證；采用滾檢實驗方式檢查面齒輪的接觸軌跡和區(qū)域,并與TCA分析及LTCA分析計算得到的接觸區(qū)域進行對比驗證,試驗結(jié)果一致。
【關(guān)鍵詞】：面齒輪 接觸分析 有限元加載嚙合分析 接觸強度 傳動性能
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：V232.8
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題來源10
• 1.2 本論文研究背景10-15
• 1.2.1 面齒輪傳動的特點11
• 1.2.2 國外研究進展11-13
• 1.2.3 國內(nèi)研究進展13
• 1.2.4 面齒輪接觸強度和彎曲強度研究概況及研究難點13-15
• 1.3 本論文主要研究內(nèi)容15
• 1.4 本論文研究目的及意義15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 第二章 直齒面齒輪齒面求解與嚙合數(shù)值仿真17-31
• 2.1 面齒輪齒面方程17-22
• 2.1.1 加工坐標系的建立17-18
• 2.1.2 加工刀具齒面方程18-19
• 2.1.3 面齒輪齒面方程推導(dǎo)19-20
• 2.1.4 面齒輪齒寬限制條件20-22
• 2.2 面齒輪齒廓及接觸軌跡的可視化22-28
• 2.2.1 齒面方程求解及齒廓可視化23-24
• 2.2.2 含安裝誤差面齒輪接觸軌跡24-28
• 2.3 面齒輪幾何模型構(gòu)建28-30
• 2.3.1 NURBS自由曲面重構(gòu)28-29
• 2.3.2 虛擬加工建模29
• 2.3.3 面齒輪幾何建模精度29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 面齒輪單齒接觸應(yīng)力研究31-45
• 3.1 面齒輪嚙合點主曲率31-34
• 3.1.1 曲面主曲率的確定31-32
• 3.1.2 曲面主方向的確定32
• 3.1.3 面齒輪嚙合點主曲面的計算32-34
• 3.2 基于赫茲解析法的面齒輪接觸應(yīng)力計算34-38
• 3.2.1 任意曲面形狀的赫茲接觸理論34-36
• 3.2.2 面齒輪法向接觸力的計算36
• 3.2.3 面齒輪赫茲接觸應(yīng)力計算36-38
• 3.3 有限元數(shù)值計算法38-40
• 3.3.1 有限元單齒模型建立及邊界條件設(shè)置38-39
• 3.3.2 網(wǎng)格密度的確定及計算結(jié)果提取39-40
• 3.4 兩種方法計算結(jié)果對比分析40-41
• 3.5 修形面齒輪接觸應(yīng)力計算41-43
• 3.6 本章小結(jié)43-45
• 第四章 面齒輪加載嚙合分析及接觸強度計算45-68
• 4.1 面齒輪加載接觸分析研究現(xiàn)狀45-46
• 4.2 面齒輪加載接觸有限元原理的實現(xiàn)46-48
• 4.2.1 有限元接觸問題基本方程和邊界條件46-48
• 4.2.2 輪齒齒面的接觸界面條件48
• 4.3 面齒輪加載嚙合分析有限元前處理48-53
• 4.3.1 面齒輪多齒有限元網(wǎng)格模型的構(gòu)建48-52
• 4.3.2 載荷施加與邊界條件設(shè)置52-53
• 4.4 基于五齒模型的面齒輪強度分析53-58
• 4.4.1 面齒輪計算實例參數(shù)53-54
• 4.4.2 面齒輪多齒模型的接觸應(yīng)力54-57
• 4.4.3 面齒輪多齒模型的彎曲應(yīng)力57-58
• 4.5 基于七齒模型的面齒輪傳動性能分析58-62
• 4.5.1 面齒輪重合度59-60
• 4.5.2 面齒輪載荷分布系數(shù)60-61
• 4.5.3 面齒輪傳動誤差61-62
• 4.5.4 面齒輪傳動性能分析結(jié)論62
• 4.6 多齒模型接觸強度解析計算公式62-67
• 4.6.1 面齒輪接觸強度研究的幾個基本假設(shè)63-64
• 4.6.2 面齒輪接觸強度計算方法64-65
• 4.6.3 面齒輪載荷分配系數(shù)的確定65
• 4.6.4 面齒輪接觸強度的解析計算公式65-67
• 4.7 本章小結(jié)67-68
• 第五章 接觸區(qū)域檢測與彎曲應(yīng)力測試實驗分析68-77
• 5.1 實驗?zāi)康呐c方案68-71
• 5.1.1 面齒輪實驗參數(shù)68-69
• 5.1.2 實驗平臺與設(shè)備69-70
• 5.1.3 實驗?zāi)康呐c流程70-71
• 5.2 實驗步驟71-73
• 5.3 實驗結(jié)論與分析73-76
• 5.3.1 接觸區(qū)域檢測73-74
• 5.3.2 彎曲應(yīng)力測試結(jié)果分析74-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 第六章 全文總結(jié)與展望77-81
• 6.1 論文研究結(jié)論和成果77-79
• 6.2 論文的創(chuàng)新點79
• 6.3 論文后續(xù)研究展望79-81
• 參考文獻81-86
• 致謝86-87
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文87

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 魯文龍,朱如鵬,曾英;正交面齒輪傳動中齒面曲率研究[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報;2000年04期

2 盛海林,王艾;多指標正交試驗的分析[J];數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志;2000年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 付自平;正交面齒輪的插齒加工仿真和磨齒原理研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：直齒—面齒輪加載接觸分析及彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力計算方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：290771