滚锥齿章动活齿传动装置的有限元分析

发布时间：2017-10-11 21:26

  本文关键词：滚锥齿章动活齿传动装置的有限元分析

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【摘要】：滚锥齿章动活齿传动是近年来在偏摆锥齿少齿差行星传动的基础上,以活齿滚动啮合副代换内锥齿轮啮合副而形成的一种多齿啮合的新型空间活齿传动,具有结构简单、体积小、零件少、传动比大、承载能力强和多齿啮合程度高等优点,具有广泛的发展空间和重要的应用价值。本文针对滚锥齿章动活齿传动,主要做了如下的研究内容:1、根据空间啮合原理推导出了滚锥齿章动活齿传动的中心盘齿面方程并建立了啮合方程;推导出了机构在传动过程中的固定中心盘侧压力角和转动中心盘侧压力角的计算公式;利用正交试验法分析了传动参数对压力角的影响,得到了影响机构压力角的主要因素及其变化规律。2、应用接触力学的有关理论建立了中心盘的受力分析模型,分析了传动装置中滚锥活齿与中心盘的受力状态,利用MATLAB软件对活齿啮合副进行非线性方程组求解,为下一步的中心盘齿面接触强度分析奠定了基础。3、根据M-B分形接触模型理论建立了用于求解中心盘齿面接触强度的分形接触模型;得到了滚锥活齿与中心盘接触时的载荷—面积关系式;利用MATLAB软件分析了影响分形接触模型的四个基本参数,绘制出了相应参数下的真实接触面积与载荷关系图和弹性接触面积占真实接触面积的比值图;通过对结果的分析,在理论上验证了所建立的分形接触模型的正确性。4、利用有限元ABAQUS软件完成滚锥活齿与中心盘齿面间接触强度的分析与计算,验证了所建立的力分析模型的正确性;得到了中心盘的齿面接触应力分布规律,并提出了相应的改善措施;利用有限元ABAQUS软件对中心盘进行了模态分析,得到了中心盘前十阶的固有频率和振型图,为后续的产品设计提供了理论依据。5、针对同一基本参数下的滚锥活齿与中心盘的啮合模型,分别利用ABAQUS有限元法、Hertz弹性接触理论及分形接触模型分析计算其接触应力值;通过对结果进行分析对比,得出了相应的结论。
【关键词】：章动 滚锥活齿 分形理论 接触强度 有限元分析
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题背景及意义10
• 1.2 国内外研究现状10-16
• 1.2.1 章动齿轮传动和活齿传动10-13
• 1.2.2 章动活齿传动13-16
• 1.3 论文的主要研究内容16
• 本章小结16-17
• 第二章 啮合特性分析及力分析17-40
• 2.1 滚锥齿章动活齿传动结构简图17-18
• 2.2 啮合特性分析18-33
• 2.2.1 啮合方程18-23
• 2.2.2 压力角分析23-29
• 2.2.3 几何模型创建29-33
• 2.3 力分析33-38
• 2.3.1 中心盘的力分析模型33-36
• 2.3.2 求解方程组36-37
• 2.3.3 中心盘的齿面接触强度37-38
• 本章小结38-40
• 第三章 中心盘齿面分形接触模型的建立与分析40-60
• 3.1 分形理论及M-B分形接触模型简介40-41
• 3.1.1 分形理论简介40-41
• 3.1.2 M-B分形接触模型简介41
• 3.2 分形接触模型的建立41-51
• 3.2.1 模型接触系数 λ 的构建41-48
• 3.2.2 分形接触模型的真实接触面积与载荷的关系48-51
• 3.3 影响分形接触模型的相关参数分析51-59
• 3.3.1 分形维数D对模型的影响及预测51-53
• 3.3.2 粗糙度幅值参数G?对模型的影响及预测53-55
• 3.3.3 材料特性参数? 对模型的影响及预测55-57
• 3.3.4 表面粗糙度Ra对模型的影响及预测57-59
• 本章小结59-60
• 第四章 中心盘齿面接触强度的计算与分析60-74
• 4.1 有限元ABAQUS软件的接触强度分析60-70
• 4.1.1 ABAQUS接触分析简介60-61
• 4.1.2 ABAQUS接触分析求解61-70
• 4.2 传统Hertz弹性接触理论的接触强度计算70-71
• 4.3 分形理论的接触模型强度计算71-72
• 4.4 不同接触强度理论下的结果对比分析72-73
• 本章小结73-74
• 第五章 中心盘的有限元模态分析74-82
• 5.1 有限元模态分析理论74-76
• 5.1.1 模态分析概述74-75
• 5.1.2 模态分析理论过程75-76
• 5.2 ABAQUS模态分析过程76-80
• 5.2.1 ABAQUS中模态分析设置76-77
• 5.2.2 固定中心盘有限元模态分析77-78
• 5.2.3 转动中心盘有限元模态分析78-80
• 本章小结80-82
• 结论与展望82-84
• 结论82-83
• 展望83-84
• 参考文献84-87
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文87-88
• 致谢88-89

【参考文献】

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1 梁尚明,张均富,徐礼钜,柳忠彬;摆动活齿传动系统振动的动力学模型[J];振动工程学报;2003年03期

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本文编号：1014835