【摘要】： 齒輪傳動是機械傳動中應用最廣泛的傳動機構(gòu)。其中,齒輪作為承受載荷和傳遞動力的主要承擔者,在工程中常會遇到裂紋、斷裂、振動等情況,因此,有必要對齒輪系統(tǒng)的運動學、動力學行為進行研究和分析。本文基于三維建模軟件Pro/E,構(gòu)建了直齒圓柱齒輪的三維參數(shù)化模型,并將其導入機械系統(tǒng)動力學仿真軟件ADAMS中,在ADAMS中建立齒輪的虛擬樣機模型,對此樣機模型進行動力學仿真,得到轉(zhuǎn)速、輪齒嚙合力等參數(shù)特性曲線,對其進行分析,為動態(tài)特性優(yōu)化提供理論指導。 隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,對齒輪傳動裝置的承載能力提出了更高的要求,而齒輪的接觸疲勞強度是評價齒輪承載能力的一個重要尺度。目前已經(jīng)廣泛采用有限元法對齒輪傳動強度進行分析計算。本文利用Pro/E與ANSYS接口技術和ANSYS軟件,對Pro/E中設計的具體漸開線直齒圓柱齒輪在一定載荷作用下的應力狀態(tài)進行了有限元仿真分析。研究結(jié)果對齒輪模型庫的開發(fā)、改進和優(yōu)化齒輪設計具有一定的參考價值。 而隨著對機械系統(tǒng)可靠性和安全性要求的不斷提高,人們對機械元件和系統(tǒng)的故障診斷的研究越來越重視。本文建立了裂紋齒輪結(jié)構(gòu)的三維有限元動力學模型,分析了齒輪輪齒發(fā)生裂紋后的齒輪動力特性(固有頻率、振型等),并對裂紋出現(xiàn)位置和裂紋尺寸等對齒輪動力特性的影響進行了深入探討和計算機模擬。指出裂紋尺寸和位置對于齒輪的固有頻率和振型都有影響,當出現(xiàn)裂紋后固有頻率發(fā)生下降,振型也發(fā)生變化。而裂紋位置對固有頻率和振型影響大于裂紋尺寸的影響,當裂紋位于齒根處時齒輪固有頻率下降較大。當裂紋位于分度圓處時齒輪固有頻率下降較小。當裂紋出現(xiàn)后齒輪體的振型明顯不同于無裂紋時的振型。在裂紋附近振動的振幅增大。并且齒輪體的動態(tài)應力也發(fā)生變化,與無裂紋的齒輪結(jié)構(gòu)動力特性完全不同。這些結(jié)論對有效地進行齒輪裂紋故障分析提供了理論依據(jù),對機械傳動系統(tǒng)的故障發(fā)生機理研究具有一定的實用價值。
【圖文】：

太原理工大學碩士研究生學位論文1一v矛1一v子‘一--一二‘+一--:二雙E:_11區(qū)+叢4FEIEZ勸1P4F一勸壓力(N);b為接觸線長度(mm);v，、v2為柱體材料的彈性模量(別甲口);p為當量曲率，，={只+只)一‘、/I’l/I’2/

建立模型的關鍵是確定精確的漸開線和過渡曲線[40，’l]。3.3.1輪齒漸開線的數(shù)學描述漸開線是由一條線段繞齒輪基圓旋轉(zhuǎn)形成的曲線。漸開線的幾何分析如圖3一1所圖3一1漸開線的幾何分析Fig3一 1Thegeometrieanalysisofinvolute根據(jù)漸開線的形成過程，可得漸開線的極坐標參數(shù)方程為:{乓=幾 /cosak久=inva*二tga*一氣(3一l)式中，幾為基圓半徑;乓為漸開線上K點的向徑;a*為K點的壓力角;氏為K點的展角，是壓力角a*的漸開線函數(shù)，工程上用inva*表示久。建立直角坐標，則漸開線的方程為:{ x=rbsln口、一rba;cosa， y=rbcosa*+rba*sina*(3一2)給定基圓半徑rb，應用上式(3一l)
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TH132.41

【引證文獻】

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本文編號：2710358