含齿形误差的齿轮传动接触分析与修形研究

发布时间：2020-07-13 00:22

【摘要】： 目前,风电产业发展迅猛,对风力发电机组用齿轮箱齿轮传动的性能提出了很高的要求,因此需要结合齿轮误差理论对风电齿轮箱用齿轮的接触性能进行分析,对风电用传动齿轮的设计及加工工艺改进都具有指导意义。本文以兆瓦级风力发电用偏航齿轮箱重载传动级齿轮为研究对象,以齿轮接触有限元理论为基础,结合齿轮的误差理论,借助齿轮参数化建模方法,在ANSYS中建立含齿形误差的有限元齿轮接触分析模型,并对该齿轮接触模型进行多相位啮合接触求解,在此基础上结合齿轮修形理论对其进行修形研究。本文工作包括以下四个方面：首先,介绍应用现状,理论基础。对有限元接触分析理论进行阐述,对齿轮传动误差分析提供理论依据。其次,几何建模。利用齿轮参数化建模软件平台,构建啮合齿轮的三维有限元接触模型；对齿轮误差进行理论分析,对齿轮的齿形误差进行拟合,在此基础上,根据齿轮啮合原理及空间坐标变换方法,对齿轮有限元模型进行坐标变换,构建含正弦规律齿形误差的齿轮接触模型。基于齿轮修形方法,对含正弦规律齿形误差的齿轮进行适当修形,并建立改进模型。第三,进行接触分析。调整齿轮的啮合相位,对不同啮合相位下的接触齿轮副进行多次求解,对比分析忽略齿轮误差和考虑正弦规律齿形误差时接触齿轮的载荷及传动误差的变化情况。最后,性能比较及结论。通过对比分析表明：齿轮在有正弦规律齿形误差情况下,接触应力及综合变形有增大的趋势,同时,经过齿轮修形可以改善齿轮接触应力及接触综合变形分布情况,从而提高齿轮的接触强度。含正弦规律齿形误差的齿轮传动接触分析与修形设计研究对齿轮精度设计及齿轮加工艺方法的改进都有实际的参考价值和指导意义。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH132.41
【图文】：

均匀分布,圆柱体

模型的轴向网格进行控制。同时一在处理齿轮接触区载荷分布时，需要考虑齿轮实际的受力情况，齿轮传动接触的瞬时，可以看作为线接触，结合经典接触算法，可把齿轮接触模型等效为如下图2.1所示的接触模型，齿面间传递的法向作用力Fn可均匀分布在接触区域，接触线长度为L，线宽为Zb。aaa.， IJ、火火图2.1两圆柱体接触F一 9.2.1Thecontaetoftwoeylinder因此根据经典力学[3l计算方法，可得出公式2.1可计算出接触区宽度值b的大小，根据2.2公式可以对最大接触应力进行求解，如2.2公式。衅.1一胜—一r—l—+RllR

原理图,渐开线,基圆

显示所建立的模型，最终实现有限元参数化齿轮接触建模。3.11渐开线的定义如下图3.1所示为渐开线的生成原理图。根据渐开线定义可建立直角坐标系下的渐开线方程[2s恤口公式3.1所示，弧AK即为该基圆对应的渐开线，因此可知渐开线形状只与基圆大小有关。}戈一几少州+全S吧ty‘=rb气sln口一口cosU) (3.1)式中:几—基圆半径。夕—渐开线在K点的滚动角，夕=氏+a、;

渐开线,圆柱面,渐开线直齿轮

3.1.2齿轮渐开线圆柱面渐开线圆柱面是渐开线直齿轮廓面，它由义妙平面上的渐开线沿:轴平移形成，如下图3.2所示，可得渐开线柱面的方程r=rbe(口)一rbe(夕 )+vk(3.2)式中:v—沿直母线的长度参数;

【引证文献】