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

【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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