本文關(guān)鍵詞：齒輪誤差建模與應(yīng)力分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪傳動具有傳動功率范圍大、傳動效率高、傳動比準(zhǔn)確、使用壽命長等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于各種機械產(chǎn)品中。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，對齒輪傳動性能的要求也越來越高。目前對齒輪的研究大都基于理想模型，，而齒廓偏差會影響齒輪的接觸剛度，因此研究齒面誤差模型的建立方法，將齒廓偏差引入到齒面接觸應(yīng)力的分析，并對齒根彎曲應(yīng)力進(jìn)行分析，這將對保證齒輪在傳動過程中的強度、工作精度、使用壽命等具有重要意義，并對齒輪的設(shè)計與制造也具有較好的指導(dǎo)作用。本文主要研究內(nèi)容如下： （1）借助小位移旋量（Small Displacement Torsor，SDT）對幾何要素偏移的定量描述，分析了基于SDT的公差建模方法；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合點集拓?fù)鋵W(xué)和幾何變換相關(guān)理論，研究了基于SDT的誤差建模方法，并分析了復(fù)雜表面的誤差建模方法。 （2）通過對齒廓偏差的分布規(guī)律分析及其檢測實驗驗證，表明選擇其分布規(guī)律為正態(tài)分布是合理的；在此基礎(chǔ)上，利用復(fù)雜表面誤差建模方法，建立了理想齒面與齒面規(guī)范表面模型上對應(yīng)點之間的數(shù)學(xué)關(guān)系；結(jié)合曲面重建技術(shù)，建立了含有齒廓偏差的齒面誤差實體模型的實例。 （3）對理想齒輪和含有齒廓偏差的齒輪進(jìn)行靜、動態(tài)接觸有限元分析，得到了接觸應(yīng)力的大小和變化規(guī)律。靜態(tài)分析中，在相關(guān)文獻(xiàn)試驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，驗證了本文采用有限元法對齒輪接觸分析的準(zhǔn)確性；同時，發(fā)現(xiàn)齒面接觸應(yīng)力隨齒廓偏差增大有明顯的增大趨勢。動態(tài)分析中，發(fā)現(xiàn)齒廓偏差一定程度上改變了理想齒輪接觸應(yīng)力隨單雙齒交替嚙合狀態(tài)變化的規(guī)律。分析結(jié)果與工程實際基本相符，表明了本文所建齒輪規(guī)范表面模型具有一定的正確性，對齒輪精度設(shè)計和強度設(shè)計具有較好的指導(dǎo)價值。 （4）采用解析法、有限元法和試驗法三種方法對齒根彎曲應(yīng)力進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)三種方法的結(jié)果相近，表明了本文采用有限元法對齒根彎曲應(yīng)力的分析是準(zhǔn)確的、可信的，也證明了載荷施加在單對齒嚙合上界點時計算結(jié)果更加準(zhǔn)確，可以用來指導(dǎo)齒輪的設(shè)計。
【關(guān)鍵詞】：誤差建模 漸開線齒面 齒廓偏差 接觸應(yīng)力分析 彎曲應(yīng)力分析
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 插圖索引11-13
• 附表索引13-14
• 第1章 緒論14-22
• 1.1 選題背景及意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外的研究概況15-21
• 1.2.1 公差信息建模的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.2 齒輪應(yīng)力有限元分析的研究現(xiàn)狀18-21
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容21-22
• 第2章 基于 SDT 的誤差建模方法22-32
• 2.1 基本定義22-26
• 2.1.1 表面模型22-23
• 2.1.2 幾何要素23-25
• 2.1.3 幾何公差和公差帶25-26
• 2.2 基于 SDT 的誤差建模26-30
• 2.2.1 基于 SDT 的公差建模26-27
• 2.2.2 實體的點集模型27-28
• 2.2.3 點的空間運動28-29
• 2.2.4 基于 SDT 的誤差建模方法29-30
• 2.3 復(fù)雜表面誤差建模分析30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 齒輪誤差模型的建立32-45
• 3.1 齒輪精度32-33
• 3.2 漸開線齒廓偏差33-35
• 3.2.1 漸開線齒廓曲線33-34
• 3.2.2 齒廓偏差34-35
• 3.3 齒廓偏差分布規(guī)律與實驗驗證35-38
• 3.3.1 分布規(guī)律分析35-36
• 3.3.2 分布規(guī)律實驗驗證36-38
• 3.4 齒面誤差建模研究38-40
• 3.5 齒輪誤差建模實例40-44
• 3.5.1 齒面規(guī)范表面模型上點集的生成40-42
• 3.5.2 齒輪誤差模型的建立42-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第4章 齒輪的動靜態(tài)接觸分析45-65
• 4.1 齒輪接觸有限元法分析45-50
• 4.1.1 接觸問題概論45-46
• 4.1.2 經(jīng)典赫茲彈性接觸算法46-47
• 4.1.3 接觸分析有限元法47-48
• 4.1.4 有限元分析的一般步驟48-50
• 4.2 基于 ANSYS 齒輪靜態(tài)接觸分析50-58
• 4.2.1 定義單元類型50-51
• 4.2.2 定義材料屬性51
• 4.2.3 接觸模型網(wǎng)格劃分51-52
• 4.2.4 創(chuàng)建接觸對及設(shè)置實常數(shù)52-54
• 4.2.5 施加載荷及邊界條件54-55
• 4.2.6 齒輪接觸應(yīng)力分析準(zhǔn)確性驗證55-56
• 4.2.7 齒輪靜態(tài)接觸計算結(jié)果分析56-58
• 4.3 基于 ANSYS/LS-DYNA 齒輪動態(tài)接觸分析58-64
• 4.3.1 LS-DYNA 程序概述58
• 4.3.2 定義單元類型和材料屬性58-59
• 4.3.3 定義 PART59
• 4.3.4 定義接觸59
• 4.3.5 施加載荷59-60
• 4.3.6 齒輪動態(tài)接觸計算結(jié)果分析60-64
• 4.4 本章小結(jié)64-65
• 第5章 齒根彎曲應(yīng)力分析與試驗研究65-71
• 5.1 齒根彎曲應(yīng)力解析計算65-66
• 5.2 齒根彎曲應(yīng)力有限元分析66-68
• 5.2.1 劃分網(wǎng)格67
• 5.2.2 施加載荷與約束67
• 5.2.3 結(jié)果分析67-68
• 5.3 齒根彎曲應(yīng)力測試試驗68-70
• 5.3.1 試驗裝置與試驗方案68-69
• 5.3.2 試驗結(jié)果與分析69-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論與展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 致謝78-79
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文79-80
• 附錄B 實驗測量數(shù)據(jù)80-81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：322166