基于Pro/E精確建模的漸開(kāi)線斜齒輪設(shè)計(jì)及應(yīng)力有限元分析
發(fā)布時(shí)間:2021-02-07 16:52
現(xiàn)在的齒輪傳動(dòng)作為工程中最為常見(jiàn)的傳動(dòng)形式,無(wú)論是在國(guó)內(nèi)還是在國(guó)外,現(xiàn)在人們都對(duì)齒輪強(qiáng)度方面的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核作為研究的重中之重。在有限元還沒(méi)有誕生的時(shí)候,人們?cè)邶X輪強(qiáng)度方面的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核的方法上相對(duì)而言還是比較粗略的,并且在工作量上不僅很繁瑣而且最主要的是不能滿足現(xiàn)在狀況的發(fā)展要求。本文就結(jié)合三維軟件PRO/E跟有限元分析軟件ANSYS相互結(jié)合來(lái)確定斜齒輪的應(yīng)力問(wèn)題作了詳細(xì)的研究,從而使我們?cè)跒橐院蟮臐u開(kāi)線斜齒輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)、校核和計(jì)算提供了方法指導(dǎo)。本文主要是利用有限元軟件ANSYS來(lái)分析斜齒輪的強(qiáng)度問(wèn)題,由于在有限元軟件ANSYS中建模是相當(dāng)復(fù)雜的一個(gè)過(guò)程,所以采用了三維造型軟件Pro/E來(lái)對(duì)斜齒輪的精確建模,為了避免重復(fù)建模的復(fù)雜性,本文就在三維造型軟件Pro/E中對(duì)斜齒輪的建模進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程,也就是我們可以更改斜齒輪的一些參數(shù)后,點(diǎn)擊一下重新生成按鈕,系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)生成新的齒輪,從而當(dāng)我們?cè)趯?duì)斜齒輪進(jìn)行有限元分析時(shí),就不用重復(fù)性的來(lái)對(duì)斜齒輪進(jìn)行建模,這樣也就大大提高了我們對(duì)斜齒輪設(shè)計(jì)時(shí)的精確度和效率。為了將模型從PRO/E中精確的導(dǎo)入到ANSYS中,本文利用了這兩種軟件之間...
【文章來(lái)源】:天津科技大學(xué)天津市
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 課題背景
1.2 齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法的發(fā)展
1.2.1 齒輪剛度的理論計(jì)算方法
1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容和意義
1.3.1 本文研究的內(nèi)容
1.3.2 本文研究的意義
2 有限元方法的基本原理
2.1 引言
2.2 有限元的基本概念
2.3 有限單元法的對(duì)靜力學(xué)問(wèn)題的分析
2.3.1 單元?jiǎng)偠染仃嚨慕?br> 2.3.2 解有限元方程計(jì)算應(yīng)力
2.4 本章小結(jié)
3 斜齒輪的數(shù)學(xué)模型及三維參數(shù)化造型
3.1 引言
3.2 Pro/e概述
3.3 漸開(kāi)線齒廓的數(shù)學(xué)建模及繪制
3.3.1 漸開(kāi)線方程及螺旋線方程
3.3.2 斜齒輪的設(shè)計(jì)分析
3.3.3 設(shè)置斜齒輪的參數(shù)
3.3.4 創(chuàng)建斜齒輪參照?qǐng)A關(guān)系式
3.3.5 創(chuàng)建漸開(kāi)線齒廓曲線
3.3.6 創(chuàng)建第一個(gè)齒廓特征
3.3.7 草繪掃描軌跡
3.3.8 創(chuàng)建投影曲線
3.3.9 創(chuàng)建齒槽
3.3.10 創(chuàng)建修飾特征
3.3.11 斜齒輪的參數(shù)化程序設(shè)計(jì)
3.4 設(shè)計(jì)實(shí)例
3.5 本章小結(jié)
4 漸開(kāi)線斜齒輪的靜力學(xué)分析
4.1 漸開(kāi)線圓柱齒輪齒根彎曲應(yīng)力計(jì)算概述
4.2 靜力學(xué)分析流程
4.3 有限元模型的建立
4.3.1 模型的簡(jiǎn)化
4.3.2 建立齒輪模型
4.4 網(wǎng)格劃分
4.5 單元類型的選擇和網(wǎng)格劃分
4.5.1 單齒嚙合區(qū)端面高點(diǎn)的確定
4.5.2 罪惡加載線的確定
4.5.3 確定載荷的大小和方向
4.6 有限元分析計(jì)算
4.6.1 齒輪有限元計(jì)算結(jié)果
4.7 齒輪有限元計(jì)算結(jié)果分析
4.8 小結(jié)
5 漸開(kāi)線斜齒輪的非線性接觸分析
5.1 引言
5.2 赫茲接觸理論
5.3 齒輪接觸分析步驟
5.4 建立接觸分析模型
5.5 單元類型的選擇及網(wǎng)格劃分
5.6 利用接觸向?qū)山佑|
5.6.1 識(shí)別接觸對(duì)
5.6.2 定義目標(biāo)面和接觸面
5.7 加載并求解
5.8 后處理觀察及分析結(jié)果
5.8.1 應(yīng)力及位移圖
5.8.2 與傳統(tǒng)方法的比較
5.9 小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 本文研究的重點(diǎn)及結(jié)論
6.2 進(jìn)一步的工作展望
7 參考文獻(xiàn)
8 攻讀碩士期間論文發(fā)表情況
9 致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]設(shè)置地基混凝土防滲墻均質(zhì)土壩的應(yīng)力變形有限元分析[J]. 楊宇平. 電網(wǎng)與清潔能源. 2008(08)
[2]精確模型下斜齒輪接觸應(yīng)力的有限元分析[J]. 閻樹(shù)田,梁繼斌,沙成梅,喬偉峰. 蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(03)
[3]基于Pro/E的機(jī)械零件特征模型庫(kù)參數(shù)化設(shè)計(jì)[J]. 韓國(guó)才,張鋰. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2006(04)
[4]基于Pro/E的斜齒圓柱齒輪三維實(shí)體造型[J]. 朱思洪. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2005(03)
[5]用有限元法進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算時(shí)極限應(yīng)力的確定[J]. 吳立言,劉更,賀朝霞. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2004(11)
[6]斜齒輪精確建模及有限元模態(tài)分析[J]. 謝海東,周照耀,夏偉. 現(xiàn)代制造工程. 2004(11)
[7]圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 胡治民,謝志勇. 機(jī)電工程技術(shù). 2004(07)
[8]機(jī)械設(shè)計(jì)中有限元分析的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題[J]. 韓志仁,陶華,黃贇. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2004(02)
[9]基于AutoCAD用仿形法實(shí)現(xiàn)斜齒輪加工仿真[J]. 任繼文,張會(huì)明. 華東交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(01)
[10]基于精確模型的斜齒輪接觸應(yīng)力有限元分析[J]. 楊汾愛(ài),張志強(qiáng),龍小樂(lè),鮑務(wù)均. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2003(02)
碩士論文
[1]基于Pro/E精確建模的漸開(kāi)線直齒輪應(yīng)力有限元分析[D]. 周嶺.蘭州交通大學(xué) 2009
[2]齒輪剛度計(jì)算及其有限元分析[D]. 王龍寶.江蘇大學(xué) 2007
[3]5000T輥式磨關(guān)鍵部件有限元分析[D]. 楊洪剛.河北工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號(hào):3022527
【文章來(lái)源】:天津科技大學(xué)天津市
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 課題背景
1.2 齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法的發(fā)展
1.2.1 齒輪剛度的理論計(jì)算方法
1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容和意義
1.3.1 本文研究的內(nèi)容
1.3.2 本文研究的意義
2 有限元方法的基本原理
2.1 引言
2.2 有限元的基本概念
2.3 有限單元法的對(duì)靜力學(xué)問(wèn)題的分析
2.3.1 單元?jiǎng)偠染仃嚨慕?br> 2.3.2 解有限元方程計(jì)算應(yīng)力
2.4 本章小結(jié)
3 斜齒輪的數(shù)學(xué)模型及三維參數(shù)化造型
3.1 引言
3.2 Pro/e概述
3.3 漸開(kāi)線齒廓的數(shù)學(xué)建模及繪制
3.3.1 漸開(kāi)線方程及螺旋線方程
3.3.2 斜齒輪的設(shè)計(jì)分析
3.3.3 設(shè)置斜齒輪的參數(shù)
3.3.4 創(chuàng)建斜齒輪參照?qǐng)A關(guān)系式
3.3.5 創(chuàng)建漸開(kāi)線齒廓曲線
3.3.6 創(chuàng)建第一個(gè)齒廓特征
3.3.7 草繪掃描軌跡
3.3.8 創(chuàng)建投影曲線
3.3.9 創(chuàng)建齒槽
3.3.10 創(chuàng)建修飾特征
3.3.11 斜齒輪的參數(shù)化程序設(shè)計(jì)
3.4 設(shè)計(jì)實(shí)例
3.5 本章小結(jié)
4 漸開(kāi)線斜齒輪的靜力學(xué)分析
4.1 漸開(kāi)線圓柱齒輪齒根彎曲應(yīng)力計(jì)算概述
4.2 靜力學(xué)分析流程
4.3 有限元模型的建立
4.3.1 模型的簡(jiǎn)化
4.3.2 建立齒輪模型
4.4 網(wǎng)格劃分
4.5 單元類型的選擇和網(wǎng)格劃分
4.5.1 單齒嚙合區(qū)端面高點(diǎn)的確定
4.5.2 罪惡加載線的確定
4.5.3 確定載荷的大小和方向
4.6 有限元分析計(jì)算
4.6.1 齒輪有限元計(jì)算結(jié)果
4.7 齒輪有限元計(jì)算結(jié)果分析
4.8 小結(jié)
5 漸開(kāi)線斜齒輪的非線性接觸分析
5.1 引言
5.2 赫茲接觸理論
5.3 齒輪接觸分析步驟
5.4 建立接觸分析模型
5.5 單元類型的選擇及網(wǎng)格劃分
5.6 利用接觸向?qū)山佑|
5.6.1 識(shí)別接觸對(duì)
5.6.2 定義目標(biāo)面和接觸面
5.7 加載并求解
5.8 后處理觀察及分析結(jié)果
5.8.1 應(yīng)力及位移圖
5.8.2 與傳統(tǒng)方法的比較
5.9 小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 本文研究的重點(diǎn)及結(jié)論
6.2 進(jìn)一步的工作展望
7 參考文獻(xiàn)
8 攻讀碩士期間論文發(fā)表情況
9 致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]設(shè)置地基混凝土防滲墻均質(zhì)土壩的應(yīng)力變形有限元分析[J]. 楊宇平. 電網(wǎng)與清潔能源. 2008(08)
[2]精確模型下斜齒輪接觸應(yīng)力的有限元分析[J]. 閻樹(shù)田,梁繼斌,沙成梅,喬偉峰. 蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(03)
[3]基于Pro/E的機(jī)械零件特征模型庫(kù)參數(shù)化設(shè)計(jì)[J]. 韓國(guó)才,張鋰. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2006(04)
[4]基于Pro/E的斜齒圓柱齒輪三維實(shí)體造型[J]. 朱思洪. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2005(03)
[5]用有限元法進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算時(shí)極限應(yīng)力的確定[J]. 吳立言,劉更,賀朝霞. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2004(11)
[6]斜齒輪精確建模及有限元模態(tài)分析[J]. 謝海東,周照耀,夏偉. 現(xiàn)代制造工程. 2004(11)
[7]圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 胡治民,謝志勇. 機(jī)電工程技術(shù). 2004(07)
[8]機(jī)械設(shè)計(jì)中有限元分析的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題[J]. 韓志仁,陶華,黃贇. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2004(02)
[9]基于AutoCAD用仿形法實(shí)現(xiàn)斜齒輪加工仿真[J]. 任繼文,張會(huì)明. 華東交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(01)
[10]基于精確模型的斜齒輪接觸應(yīng)力有限元分析[J]. 楊汾愛(ài),張志強(qiáng),龍小樂(lè),鮑務(wù)均. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2003(02)
碩士論文
[1]基于Pro/E精確建模的漸開(kāi)線直齒輪應(yīng)力有限元分析[D]. 周嶺.蘭州交通大學(xué) 2009
[2]齒輪剛度計(jì)算及其有限元分析[D]. 王龍寶.江蘇大學(xué) 2007
[3]5000T輥式磨關(guān)鍵部件有限元分析[D]. 楊洪剛.河北工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號(hào):3022527
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