弧齿锥齿轮动态啮合性能的分析研究

发布时间：2017-04-29 06:09

  本文关键词：弧齿锥齿轮动态啮合性能的分析研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：弧齿锥齿轮作为在飞机、船舶、精密机床、工程机械和汽车中广泛使用的传动部件,常在高速、重载等工况下工作,其啮合是一个由多个非线性问题相互耦合的过程,动态啮合性能的好坏对整个机器的使用寿命、工作噪声甚至安全性能有着至关重要的影响,故本论文对弧齿锥齿轮的动态啮合传动性能进行深入研究,主要工作如下:首先,研究了球面渐开线的形成原理,推导了球面渐开线方程。采用VB软件编程,对模型各尺寸进行计算,并基于渐开线方程,应用Pro/E创建了带齿根圆角的精确弧齿锥齿轮三维参数化模型,将大、小齿轮进行虚拟装配、运动仿真,并检测是否存在干涉现象。其次,应用现代有限元仿真技术,对弧齿锥齿轮进行有限元分析。应用Hyper-Mesh软件对模型进行网格划分,解决了模型中齿根圆角处网格难于精确划分问题,以保证有限元分析结果的准确性。将有限元模型导入ANSYS软件进行分析求解,得到齿轮副在动态啮合周期内主、从动轮齿根和齿顶单元的应力、轮齿接触区域以及不同转速下同一接触单元的有效应力等变化规律。最后,以小齿轮为例进行了模态分析,得到前十阶固有频率和主振型,分析了螺旋角和压力角等参数对弧齿锥齿轮模态特性的影响。进而进行了高速旋转状态下的模态分析,由于这时的离心刚化效应产生了预应力,导致弧齿锥齿轮的固有频率和主振型发生了显著改变。
【关键词】：弧齿锥齿轮 参数化建模 动态接触特性 模态特性
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题来源及研究意义10-11
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 课题研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 弧齿锥齿轮建模研究现状11-12
• 1.2.2 有限元法及齿轮啮合强度的研究现状12-14
• 1.2.3 齿轮模态特性的分析研究现状14-15
• 1.3 课题研究主要内容15-16
• 1.4 本章小结16-17
• 第2章 弧齿锥齿轮理论分析17-23
• 2.1 弧齿锥齿轮常用术语17
• 2.2 球面渐开线的形成17-19
• 2.2.1 球面渐开线的生成方式17-18
• 2.2.2 球面渐开线方程的推导18-19
• 2.3 弧齿锥齿轮端面齿廓曲线表达式的推导19-20
• 2.4 弧齿锥齿轮加工工作原理20-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第3章 弧齿锥齿轮精确三维参数化建模23-30
• 3.1 参数化设计思想23
• 3.2 基于Pro/E的弧齿锥齿轮三维参数化建模23-28
• 3.2.1 模型主要参数的设置24
• 3.2.2 弧齿锥齿轮各参数间关系式24-25
• 3.2.3 创建齿轮的基本曲线25
• 3.2.4 创建齿轮大、小两端渐开线25-26
• 3.2.5 创建齿轮第一个轮齿26-28
• 3.2.6 创建全齿模型28
• 3.2.7 创建齿轮孔特征28
• 3.3 虚拟装配28-29
• 3.4 本章小结29-30
• 第4章 弧齿锥齿轮动力学接触仿真分析30-46
• 4.1 弧齿锥齿轮传动基本参数30
• 4.2 弧齿锥齿轮有限元模型前处理30-39
• 4.2.1 重合度计算及分析模型的选定31-33
• 4.2.2 Hyper-Mesh划分网格33-35
• 4.2.3 设置齿轮模型的单元类型35-36
• 4.2.4 定义单元属性36
• 4.2.5 定义局部坐标系36-37
• 4.2.6 定义PART37
• 4.2.7 定义接触类型37-38
• 4.2.8 对模型施加边界条件和负载38-39
• 4.3 分析求解内容的设置39-40
• 4.4 弧齿锥齿轮分析计算40-41
• 4.5 弧齿锥齿轮动态接触后处理41
• 4.6 动态啮合特性分析41-45
• 4.6.1 弧齿锥齿轮啮合结论分析41-43
• 4.6.2 不同转速对弧齿锥齿轮啮合特性的影响43-45
• 4.7 本章小结45-46
• 第5章 弧齿锥齿轮动力学模态分析46-57
• 5.1 模态分析理论知识46-47
• 5.2 弧齿锥齿轮模态特性47-51
• 5.3 螺旋角和压力角对模型模态特性的影响51-52
• 5.4 弧齿锥齿轮处于高速旋转时的模态特性52-56
• 5.4.1 创建有限元模型52-53
• 5.4.2 静力求解分析53-54
• 5.4.3 模态求解分析54-55
• 5.4.4 模态分析结果55-56
• 5.5 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-63
• 导师简介63-64
• 作者简介64-65
• 学位论文数据集65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 孙柯;王保民;柴锡军;陈常标;;基于VB和SolidWorks的少齿数齿轮的参数化设计[J];机械工程师;2014年02期

  本文关键词：弧齿锥齿轮动态啮合性能的分析研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：334334