基于嵌入模式的齿轮弯曲强度测量方法与实验

发布时间：2017-06-03 11:04

  本文关键词：基于嵌入模式的齿轮弯曲强度测量方法与实验，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代生产和科技的不断发展，齿轮传动大量应用于极端环境、重载等复杂工况的场合，因此对齿轮的强度及其测量，特别是弯曲强度，也提出了更高和更新的要求。而应力应变测量与评估对整个产品的好坏起着至关重要的作用。随着测量方法的不断创新，工程应力应变测量方法也在跟着快速发展，这为齿轮强度的测量提供了强大的技术支持和理论依据。 本课题采用在齿轮上开槽或打孔嵌入微传感器模块的方式实现应力测量，但齿轮结构的改变将影响到齿轮的应力和变形，进而影响齿轮的承载能力。为将其影响控制在一定范围内，故对开槽或打孔后齿轮进行有限元分析。首先，确定建立不同嵌入模式的齿轮三维实体模型所需要的参数，基于UG软件对齿轮进行参数化建模并进行装配以及运动仿真，验证所建的齿轮的准确性，运用ANSYS软件对不同模式下的齿轮模型进行有限元分析，获取齿轮的应力分布以及最大应力，得到开槽、开孔对齿轮强度影响的变化规律，从而确定最优的结果，这为齿轮的结构设计提供了依据。 其次，本文基于MATLAB采用神经网络预测齿轮弯曲应力，以齿轮弯曲应力有限元结果为样本，不同开孔或开槽尺寸为输入量，弯曲应力为输出量，建立不同神经网络的非线性模型并进行训练，得出输入量与输出量之间的关系，，在训练神经网络的样本参数范围内，快速高精计算出齿轮弯曲应力的响应值，为齿轮的强度设计奠定了基础。 最后，通过对齿轮进行嵌入测量实验，得出应力测量结果，再结合有限元结果，验证嵌入测量方法在弯曲强度测量应用中的可行性，为齿轮强度实际评估提供了一定的参考价值和指导意义。
【关键词】：齿轮 弯曲强度 有限元分析 神经网络 嵌入测量实验
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 课题研究的背景及意义9-10
• 1.2.1 课题研究的背景9
• 1.2.2 课题研究的意义9-10
• 1.3 国内外研究现状10-13
• 1.3.1 齿轮强度及其测量概述10
• 1.3.2 国外研究现状10-12
• 1.3.3 国内研究现状12-13
• 1.4 课题研究内容13-15
• 2 基于嵌入模式的齿轮结构设计15-22
• 2.1 齿轮参数化建模15-18
• 2.1.1 渐开线齿轮建模理论15-16
• 2.1.2 齿轮三维模型建立16-18
• 2.2 基于渐开线齿轮的嵌入方式与参数18-19
• 2.3 嵌入模式的齿轮数字装配与运动仿真19-21
• 2.3.1 嵌入模式齿轮的数字装配19
• 2.3.2 嵌入模式齿轮的运动仿真19-21
• 2.4 本章小结21-22
• 3 不同模式的齿轮强度有限元分析22-38
• 3.1 嵌入模式的齿轮弯曲强度分析22-32
• 3.1.1 开槽对齿轮弯曲强度的影响22-27
• 3.1.2 开孔对齿轮弯曲强度的影响27-32
• 3.2 嵌入模式的齿轮接触分析32-36
• 3.2.1 开槽对齿轮强度的影响34-35
• 3.2.2 开孔对齿轮强度的影响35-36
• 3.3 本章小结36-38
• 4 基于神经网络的齿轮弯曲应力预测38-45
• 4.1 神经网络理论概述38-39
• 4.2 MATLAB 与神经网络39-40
• 4.2.1 MATLAB 软件介绍39
• 4.2.2 MATLAB 的神经网络工具箱39-40
• 4.3 神经网络在嵌入模式的齿轮弯曲应力测量中的应用40-43
• 4.3.1 神经网络预测模型40-42
• 4.3.2 仿真实验研究42
• 4.3.3 仿真结果分析42-43
• 4.4 本章小结43-45
• 5 基于有限元结果的传感器嵌入测量实验45-52
• 5.1 弯曲应力测量方法的选择45-46
• 5.1.1 弯曲应力测量方法简介45-46
• 5.1.2 测量方法的选用46
• 5.2 传感器的选择46-48
• 5.2.1 传感器的原理及技术指标46-48
• 5.2.2 传感器型号的确定48
• 5.3 齿轮嵌入测量实验48-51
• 5.3.1 实验装置设计48-50
• 5.3.2 实验步骤与结果50-51
• 5.4 本章小结51-52
• 6 结论52-53
• 参考文献53-55
• 攻读硕士期间发表学术论文情况55-56
• 致谢56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：基于嵌入模式的齿轮弯曲强度测量方法与实验，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：417961