【摘要】： 齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中,齒輪作為承受載荷和傳遞動(dòng)力的主要承擔(dān)者,在工程中常會(huì)遇到裂紋、斷裂、振動(dòng)等情況,因此,有必要對(duì)齒輪系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)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(dǎo)入機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS中,在ADAMS中建立齒輪的虛擬樣機(jī)模型,對(duì)此樣機(jī)模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真,得到轉(zhuǎn)速、輪齒嚙合力等參數(shù)特性曲線,對(duì)其進(jìn)行分析,為動(dòng)態(tài)特性優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。 隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)齒輪傳動(dòng)裝置的承載能力提出了更高的要求,而齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度是評(píng)價(jià)齒輪承載能力的一個(gè)重要尺度。目前已經(jīng)廣泛采用有限元法對(duì)齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行分析計(jì)算。本文利用Pro/E與ANSYS接口技術(shù)和ANSYS軟件,對(duì)Pro/E中設(shè)計(jì)的具體漸開線直齒圓柱齒輪在一定載荷作用下的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行了有限元仿真分析。研究結(jié)果對(duì)齒輪模型庫的開發(fā)、改進(jìn)和優(yōu)化齒輪設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。 而隨著對(duì)機(jī)械系統(tǒng)可靠性和安全性要求的不斷提高,人們對(duì)機(jī)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?jiǎng)恿W(xué)模型,分析了齒輪輪齒發(fā)生裂紋后的齒輪動(dòng)力特性(固有頻率、振型等),并對(duì)裂紋出現(xiàn)位置和裂紋尺寸等對(duì)齒輪動(dòng)力特性的影響進(jìn)行了深入探討和計(jì)算機(jī)模擬。指出裂紋尺寸和位置對(duì)于齒輪的固有頻率和振型都有影響,當(dāng)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(duì)固有頻率和振型影響大于裂紋尺寸的影響,當(dāng)裂紋位于齒根處時(shí)齒輪固有頻率下降較大。當(dāng)裂紋位于分度圓處時(shí)齒輪固有頻率下降較小。當(dāng)裂紋出現(xiàn)后齒輪體的振型明顯不同于無裂紋時(shí)的振型。在裂紋附近振動(dòng)的振幅增大。并且齒輪體的動(dòng)態(tài)應(yīng)力也發(fā)生變化,與無裂紋的齒輪結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性完全不同。這些結(jié)論對(duì)有效地進(jìn)行齒輪裂紋故障分析提供了理論依據(jù),對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的故障發(fā)生機(jī)理研究具有一定的實(shí)用價(jià)值。
【圖文】：

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)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(dāng)量曲率，，={只+只)一‘、/I’l/I’2/

建立模型的關(guān)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(xué)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(biāo)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(diǎn)的向徑;a*為K點(diǎn)的壓力角;氏為K點(diǎn)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(biāo)，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(yīng)用上式(3一l)
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH132.41

【引證文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2710358