渐开线圆柱齿轮修形设计研究

发布时间：2020-11-05 22:28

　　 渐开线圆柱齿轮被广泛应用于机械工业的各个方面,人们通过对齿轮进行适当修形的方法来提高齿轮的传动性能。本文通过对齿轮的参数化建模、静态有限元应力分析,根据应用齿廓和齿向两种修形方法进行修形前后的最大接触应力数值大小和分布情况的对比分析,明确修形的必要性。最后以航空A型齿轮副为例,在ANSYS软件中运用主动轮和从动轮同时齿廓修形的方法确定最佳修形量。 根据渐开线圆柱齿轮的各项特征,输入参数进行齿轮的建模能够准确的体现渐开线圆柱齿轮的结构特点。本文在运用UG (Unigraphics NX)进行建模的同时,还介绍了利用OPEN/API模块设计开发功能创建渐开线圆柱齿轮的参数化建模系统的过程。这样不仅能够提高建模的精度,还可以大大增加建模的效率。在UG的环境下通过约束解除条件对大小齿轮进行装配,并通过UG与ANSYS接口技术导入到ANSYS中,解决了以其它格式导入到ANSYS软件中发生的数据和装配条件的丢失现象。 运用ANSYS有限元分析软件对建造的齿轮组模型进行静态有限元分析。通过赫兹接触理论计算的最大接触应力数值与静态有限元分析得出的结果进行比较,验证有限元软件适用于齿轮啮合过程的分析和各项运算,并根据ANSYS对齿轮静态分析结果,得到齿轮啮合传动过程中的一些运动规律,为后面齿轮修形工作有利的依据。 齿轮组在啮合过程中,特别是啮入和啮出时,轮齿齿面瞬间应力容易出现骤升骤降,分布不均的现象,容易对齿轮的结构发生破坏,因此需要对齿轮进行适当的修形。运用ANSYS软件静态有限元分析,对修形前后的齿轮应力情况进行分析比较,说明进行修形操作的必要性。并以给定航空A型齿轮副为例,通过对主动轮和从动轮同时进行齿廓修形的方法来确定最佳修形量。
【学位单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TH132.413
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 课题的来源和研究目的
    1.2 国内外齿轮修形技术研究现状
    1.3 本文的研究方法及意义
第2章 圆柱渐开线齿轮的建模
    2.1 UG的介绍
    2.2 渐开线圆柱齿轮的模型建立
        2.2.1 渐开线曲线的创建
        2.2.2 模型的创建
    2.3 基于UG/OPEN API的渐开线圆柱齿轮建模系统开发
    2.4 创建圆柱渐开线齿轮组的基本组成原件
    2.5 渐开线圆柱齿轮组几何模型的装配
    2.6 本章小结
第3章 齿轮接触理论和渐开线圆柱齿轮接触有限元分析
    3.1 圆柱齿轮的受力分析
    3.2 接触理论与接触有限单元理论
        3.2.1 经典接触力学理论
        3.2.2 有限元原理介绍
    3.3 圆柱齿轮静态接触的有限元分析法
        3.3.1 ANSYS简介
        3.3.2 ANSYS接触模块介绍
        3.3.3 模型的导入
        3.3.4 建立有限元模型
        3.3.5 创建接触面和目标面
        3.3.6 评价参数的有限元计算与分析
    3.4 齿轮啮合过程的静态有限元分析
    3.5 本章小结
第4章 基于ANSYS的圆柱齿轮的修形研究设计
    4.1 齿轮修形理论的概括
    4.2 修形理论研究
        4.2.1 齿廓修形
        4.2.2 齿向修形
        4.2.3 修形后齿轮的啮合特点
    4.3 齿向修形后齿轮啮合的静态有限元分析
    4.4 最佳修形最的确定
    4.5 最佳修形量的确定
第5章 总结与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢

【参考文献】

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本文编号：2872274