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基于SolidWorks的修形直齿锥齿轮设计系统

发布时间:2017-12-01 15:07

  本文关键词:基于SolidWorks的修形直齿锥齿轮设计系统


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【摘要】:直齿锥齿轮主要用于相交轴之间的传动,在汽车差速器、矿山机械等工业领域中有比较广泛的应用。由于制造误差、安装误差以及齿轮啮合过程中的变形等因素的影响,使得标准的齿轮在传动的过程中存在着振动、噪声以及载荷不均等问题。国内外很多学者针对这些问题,对齿轮进行了齿形修形研究,取得了一些理论成果,修形理论大大的改善了齿轮的传动效果。 直齿锥齿轮由于拓扑结构比较复杂,手工建模比较繁琐,降低了齿轮修形研究的效率。因此有学者设计了直齿锥齿轮的参数化建模系统,但是大多数是按照背锥原理,或者是通过曲线拟合球面渐开线,因此存在一定的误差。而且关于修形直齿锥齿轮的设计系统也尚未见公开报道。 本课题组针对直齿锥齿轮进行了修形理论的研究,提出了齿向等距修形,通过ANSYS动态有限元分析验证了齿向等距修形的效果,并通过正交优化实验得到了最优修形参数。本文结合课题组修形理论的成果,以SolidWorks为支撑软件,以C#为编程语言,在Visual Studio2008集成开发环境中开发修形直齿锥齿轮设计系统。设计系统包括三个基本功能模块,分别是直齿锥齿轮的建模模块、直齿锥齿轮的装配模块以及直齿锥齿轮的修形模块。此外还有一些辅助功能模块,主要是存储模块和CAM/CAE接口模块。 建模模块主要是完成直齿锥齿轮的参数化建模,用户通过基本参数输入界面输入齿轮的基本参数,再通过简单的人机交互就可以实现锥齿轮的快速建模,大大提高了锥齿轮的建模效率,而且采用“方程式驱动的曲线”功能生成球面渐开线,保证了齿廓曲线的精度。 装配模块主要是实现齿轮副的自动装配,用户只需选择需要装配的齿轮,系统即可自动为齿轮之间添加配合关系,快速实现齿轮副的装配,装配模块还预留出了ANSYS的接口,可以实现对ANSYS有限元软件的调用。 修形模块主要是辅助用户完成锥齿轮的快速修形,修形模块包括齿向等距修形和齿廓直线修形,用户选择需要修形的齿轮,然后选择修形方式,,通过ANSYS有限元分析得到修形量,然后用户输入其它的修形参数,同时也可以通过系统自动生成,最后结合一些人机交互操作,即可快速实现锥齿轮的修形。 存储功能可以实现模型数据的存储,例如锥齿轮的基本参数、间接参数以及形状参数等数据,CAM/CAE接口可以实现对Cimatron软件和ANSYS有限元分析软件的调用,便于后续的CAM和CAE分析。 修形直齿锥齿轮设计系统大大提高了修形研究的效率,降低了重复劳动,为直齿锥齿轮修形理论的通用化,奠定了一定的系统基础。同时设计系统还可以为运动仿真、有限元分析、锥齿轮模具设计以及CAM提供精确的齿轮及齿轮副模型。
【学位授予单位】:济南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TH132.41

【参考文献】

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本文编号:1241498

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