【摘要】： 齒輪是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最為廣泛的零件,也是最容易出現(xiàn)故障的零件。目前,動(dòng)力傳動(dòng)齒輪裝置正沿著小型化、高速化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展,這對(duì)于齒輪傳動(dòng)特性提出了更高的要求。而齒輪嚙合傳遞誤差是造成齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲和振動(dòng)的主要原因,其中齒輪扭轉(zhuǎn)嚙合剛度的變化加劇了齒輪的傳遞誤差,特別是在齒輪有缺陷的情況下,引起系統(tǒng)的噪音和振動(dòng)更大。因此,研究齒輪的扭轉(zhuǎn)嚙合剛度,對(duì)于理解齒輪產(chǎn)生傳動(dòng)誤差和系統(tǒng)噪音的原因以及齒輪故障診斷具有深刻的意義。 三維有限元接觸模型的建立是正確進(jìn)行有限元分析的重要前提。本文采用ANSYS的APDL命令參數(shù)化建模,選用自底向上建模方式,采用自由劃分與映射劃分相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)無(wú)缺陷與有缺陷直齒3D接觸齒輪的精確建模。 計(jì)算齒輪的扭轉(zhuǎn)嚙合剛度必須分析接觸問(wèn)題。在對(duì)齒輪模型進(jìn)行三維接觸分析時(shí),必須對(duì)齒輪進(jìn)行正確加載,邊界的約束和載荷施加位置的正確與否關(guān)系到問(wèn)題是否得到求解。 根據(jù)扭轉(zhuǎn)嚙合剛度定義,分別計(jì)算了無(wú)齒面缺陷和有齒面缺陷的齒輪模型的扭轉(zhuǎn)嚙合剛度,研究了點(diǎn)蝕和剝落對(duì)齒輪扭轉(zhuǎn)嚙合剛度的影響。本文主要完成了以下幾個(gè)方面的工作: 1.回顧了最近幾十年研究者所建立的不同目的的齒輪數(shù)學(xué)模型和有限元模型。 2.根據(jù)齒輪傳動(dòng)的幾何參數(shù)完成了齒輪在ANSYS環(huán)境下的精確建模,建立了相互嚙合齒輪的有限元接觸模型,模擬齒輪傳動(dòng)狀態(tài)。 3.利用赫茲公式對(duì)漸開(kāi)線齒輪的齒面接觸應(yīng)力進(jìn)行了解析計(jì)算,并與漸開(kāi)線直齒輪的接觸應(yīng)力的有限元分析進(jìn)行比較,為計(jì)算齒輪的扭轉(zhuǎn)嚙合剛度奠定了基礎(chǔ)。 4.通過(guò)連續(xù)旋轉(zhuǎn)齒輪,改變其接觸位置,計(jì)算了兩種運(yùn)行狀態(tài)下,不同接觸位置上的扭轉(zhuǎn)嚙合剛度。 5.研究含有局部點(diǎn)蝕和剝落和無(wú)局部點(diǎn)蝕和剝落齒輪的扭轉(zhuǎn)嚙合剛度的特性,比較有點(diǎn)蝕和剝落和無(wú)點(diǎn)蝕和剝落齒輪的扭轉(zhuǎn)嚙合剛度變化情況,得出分析結(jié)論。 6.建立了16自由度的齒輪副非線性動(dòng)力學(xué)模型,分析了齒輪扭轉(zhuǎn)嚙合剛度在齒輪故障診斷中的應(yīng)用。 最后對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)和對(duì)以后工作的展望。
【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(lèi)號(hào)】：TH132.41
【圖文】：

利用式(3一2)所示的過(guò)渡曲線是由直角坐標(biāo)系表示的，故可在ANSYS中直接生成，利用ANSYS的B一SPL工NE功能即可生成過(guò)渡曲線。在上述兩種曲線生成后，輪齒的基本齒廓曲線建模完成。如圖3一6所示。一一一圖3一6齒廓曲線Fig3一 6Toothoutlineeurve3.3一個(gè)輪齒模型的ApDL實(shí)現(xiàn)通過(guò)以上的方法生成齒輪的齒廓曲線，利用鏡像生成另外一邊的齒廓線，再利用LARC命令生成齒頂圓弧。根據(jù)ANSYS的自底向上建模的方法，形成一個(gè)輪齒的實(shí)體模型，如圖3一7所示。圖3一7輪齒體的模型 F193一 7Onegeartoothmodel

計(jì)算過(guò)程將無(wú)法進(jìn)行。單元的內(nèi)角大于1800，圖3一10是三種常見(jiàn)的畸形網(wǎng)格，其中a單元的節(jié)點(diǎn)交叉編號(hào)，bc單元的兩對(duì)節(jié)點(diǎn)重合，網(wǎng)格面積為零。34.一.10‘圖3一10幾種常見(jiàn)的崎形網(wǎng)格Fig3一 10Severaleommonabnormalnet3.4.4齒輪有限元模型的ApDL實(shí)現(xiàn)按上述的網(wǎng)格劃分的原則、方法和步驟，綜合考慮模型的計(jì)算經(jīng)濟(jì)性及網(wǎng)格的質(zhì)量等問(wèn)題，對(duì)齒輪進(jìn)行網(wǎng)格劃分。一個(gè)輪齒體的有限元模型如下圖3一n所示。帶帶帶圖3一n一個(gè)輪齒體的有限元模型Fig3一 11TheFEmodelofonegeartooth將當(dāng)前坐標(biāo)系轉(zhuǎn)到柱坐標(biāo)系下，然后通過(guò)ANSYS陣列命令，即可生成一個(gè)齒輪的三維有限元模型。需要注意的是

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 袁興軍;含有對(duì)稱分支結(jié)構(gòu)軸系異向振動(dòng)特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 孫文婷;齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)故障模擬方法的研究[D];太原理工大學(xué);2011年

3 胡磊;齒輪箱振動(dòng)響應(yīng)分析與診斷技術(shù)研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2737101