基于赫兹接触应力分布的面齿轮传动弯曲应力有限元分析
发布时间：2024-03-23 04:16
面齿轮传动是一种圆柱齿轮与圆锥齿轮相互啮合的新型齿轮传动,它有许多独特的优点,尤其是在高速重载的场合。本文研究了面齿轮的几何特性和齿面曲率,以赫兹接触理论为基础对啮合接触域进行计算仿真;以赫兹接触应力计算结果进行加载,计算分析了不同啮合位置面齿轮传动的弯曲应力分布;讨论了各参数对面齿轮最大弯曲应力的影响。 根据齿轮啮合原理,推导了面齿轮的齿面方程、避免齿顶变尖与齿根根切的最大外径和最小内径的计算方法,分析了面齿轮过渡曲面的形成;分析并计算了圆柱齿轮和面齿轮的齿面法曲率及啮合诱导法曲率,推导了不考虑误差影响的点接触正交面齿轮传动接触轨迹方程,对接触点进行了可视化仿真;计算面齿轮啮合接触域的大小、方向和接触力并对接触域进行仿真,对无安装误差时面齿轮传动的重合度及齿间载荷分配系数进行了分析;开发面齿轮几何特性和传动啮合特性分析软件,讨论了不同参数对各特性的影响。 利用Pro/E建立面齿轮、圆柱齿轮三齿实体模型。根据上述原理和开发的软件的计算结果,在考虑齿间载荷分布的情况下,利用有限元法对一个啮合周期内面齿轮、圆柱齿轮弯曲应力分布进行计算分析。利用ANSYS分析软件计算不同参数面齿轮传动的最大...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 论文选题背景
1.2 面齿轮传动的特点与研究现状
1.3 齿面接触特性分析的现状和发展
1.4 本文的研究内容
第二章 面齿轮的齿面生成及几何特性
2.1 引言
2.2 面齿轮加工中的坐标系与刀具齿面
2.2.1 刀具齿面方程
2.2.2 加工坐标系的建立
2.3 面齿轮的齿面方程
2.3.1 刀具齿面与被加工面齿轮接触处的相对速度
2.3.2 面齿轮的齿面方程
2.4 正交面齿轮不产生根切的条件
2.4.1 基本理论
2.4.2 面齿轮不发生根切的最小内半径
2.5 正交面齿轮齿顶不变尖的条件
2.6 面齿轮的齿根过渡曲面方程
2.6.1 无齿顶圆角的刀具齿轮加工情况下
2.6.2 有齿顶圆角的刀具齿轮加工情况下
第三章 基于赫兹接触理论的面齿轮齿面接触域分析
3.1 引言
3.2 面齿轮齿面曲率计算
3.2.1 齿面法曲率的计算方法
3.2.2 齿面法曲率的计算与讨论
3.2.3 面齿轮点接触接触轨迹分析
3.2.4 面齿轮诱导法曲率计算方法
3.2.5 面齿轮齿面诱导法曲率的计算与讨论
3.2.6 正交面齿轮传动的重合度分析
3.2.7 齿间载荷分配系数 KFα的计算
3.3 基于点接触赫兹解理论的面齿轮传动的接触域计算与仿真
3.3.1 面齿轮点接触接触域大小的确定
3.3.2 面齿轮点接触接触域方向的确定
3.3.3 面齿轮啮合域仿真
3.3.4 面齿轮啮合域接触应力分布
第四章 面齿轮几何特性与啮合特性分析软件开发
4.1 GUI 开发方法简介
4.2 计算系统软件的结构
4.3 正交面齿轮的齿面仿真以及传动轨迹仿真模块
4.4 正交面齿轮齿面的曲率计算模块
4.5 正交面齿轮齿面接触域求解模块
第五章 面齿轮弯曲应力的有限元分析
5.1 面齿轮传动模型的建立
5.1.1 渐开线圆柱齿轮几何模型的建立
5.1.2 圆柱齿轮的建模
5.1.3 正交面齿轮的几何建模
5.2 有限元法分析及 ANSYS 软件结构分析的基本过程
5.2.1 有限元法分析的基本过程
5.2.2 ANSYS 结构分析的基本过程
5.3 基于 ANSYS 软件的面齿轮传动啮合周期内弯曲应力的分析
5.3.1 ANSYS 的数据接口程序
5.3.2 面齿轮模型导入及加载
5.3.3 求解结果与分析
5.3.4 圆柱齿轮弯曲应力分析
5.4 不同参数情况下的最大弯曲应力计算与分析
5.4.1 基于正交实验法的参数选择
5.4.2 计算结果与分析
第六章 总结与展望
6.1 论文的主要工作
6.2 进一步的研究工作
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3935446
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 论文选题背景
1.2 面齿轮传动的特点与研究现状
1.3 齿面接触特性分析的现状和发展
1.4 本文的研究内容
第二章 面齿轮的齿面生成及几何特性
2.1 引言
2.2 面齿轮加工中的坐标系与刀具齿面
2.2.1 刀具齿面方程
2.2.2 加工坐标系的建立
2.3 面齿轮的齿面方程
2.3.1 刀具齿面与被加工面齿轮接触处的相对速度
2.3.2 面齿轮的齿面方程
2.4 正交面齿轮不产生根切的条件
2.4.1 基本理论
2.4.2 面齿轮不发生根切的最小内半径
2.5 正交面齿轮齿顶不变尖的条件
2.6 面齿轮的齿根过渡曲面方程
2.6.1 无齿顶圆角的刀具齿轮加工情况下
2.6.2 有齿顶圆角的刀具齿轮加工情况下
第三章 基于赫兹接触理论的面齿轮齿面接触域分析
3.1 引言
3.2 面齿轮齿面曲率计算
3.2.1 齿面法曲率的计算方法
3.2.2 齿面法曲率的计算与讨论
3.2.3 面齿轮点接触接触轨迹分析
3.2.4 面齿轮诱导法曲率计算方法
3.2.5 面齿轮齿面诱导法曲率的计算与讨论
3.2.6 正交面齿轮传动的重合度分析
3.2.7 齿间载荷分配系数 KFα的计算
3.3 基于点接触赫兹解理论的面齿轮传动的接触域计算与仿真
3.3.1 面齿轮点接触接触域大小的确定
3.3.2 面齿轮点接触接触域方向的确定
3.3.3 面齿轮啮合域仿真
3.3.4 面齿轮啮合域接触应力分布
第四章 面齿轮几何特性与啮合特性分析软件开发
4.1 GUI 开发方法简介
4.2 计算系统软件的结构
4.3 正交面齿轮的齿面仿真以及传动轨迹仿真模块
4.4 正交面齿轮齿面的曲率计算模块
4.5 正交面齿轮齿面接触域求解模块
第五章 面齿轮弯曲应力的有限元分析
5.1 面齿轮传动模型的建立
5.1.1 渐开线圆柱齿轮几何模型的建立
5.1.2 圆柱齿轮的建模
5.1.3 正交面齿轮的几何建模
5.2 有限元法分析及 ANSYS 软件结构分析的基本过程
5.2.1 有限元法分析的基本过程
5.2.2 ANSYS 结构分析的基本过程
5.3 基于 ANSYS 软件的面齿轮传动啮合周期内弯曲应力的分析
5.3.1 ANSYS 的数据接口程序
5.3.2 面齿轮模型导入及加载
5.3.3 求解结果与分析
5.3.4 圆柱齿轮弯曲应力分析
5.4 不同参数情况下的最大弯曲应力计算与分析
5.4.1 基于正交实验法的参数选择
5.4.2 计算结果与分析
第六章 总结与展望
6.1 论文的主要工作
6.2 进一步的研究工作
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3935446
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