双圆弧弧齿锥齿轮齿面接触分析

发布时间：2017-12-26 21:20

  本文关键词：双圆弧弧齿锥齿轮齿面接触分析　出处：《太原理工大学》2011年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 双圆弧 弧齿锥齿轮 接触分析 虚拟加工 有限元分析

【摘要】：双圆弧弧齿锥齿轮是将双圆弧齿廓应用于弧齿锥齿轮传动的一种齿轮形式,具有承载能力高,使用寿命长,重合度大,接触强度和弯曲强度高等特点,但由于其齿面几何复杂,对影响其传动性能的接触区分析研究的比较少,其相关特点掌握不多,限制了其推广应用。 齿轮传动过程中轮齿齿面接触区的位置、大小、形状都影响到齿轮传动的质量、效率、动态性能、承载能力,因此,有效的分析和修正接触区可保证齿轮传动的可靠性和平稳性。本文主要对双圆弧弧齿锥齿轮的接触性能进行分析。从TCA(Tooth Contact Analysis)的原理出发,利用编制的MATLAB程序分析齿轮副在空载情况下的接触区的情况及安装误差对接触区的影响；在此基础上进行LTCA(Loaded Tooth Contact Analysis)分析,得到加载时的接触区和传动误差曲线的变化情况,计算出某啮合时刻接触椭圆上力的分布情况；根据虚拟加工原理建立三维模型,利用有限元软件进行非线性接触分析,研究其不同啮合时刻的接触区变化规律。 论文的主要研究内容如下： 1)根据共轭齿面的形成原理和弧齿锥齿轮的加工原理,推导出产形轮的齿面方程、啮合方程、瞬时接触线方程及大小齿轮的齿面方程。 2)根据啮合原理,首先进行TCA(Tooth Contact Analysis)分析,阐述了接触轨迹、接触椭圆及传递误差曲线的计算方法,并研究了不同的安装距误差对接触区的影响规律,利用MATLAB编程实现了接触轨迹、接触区及传动误差曲线的输出。 3)在TCA(Tooth Contact Analysis)的基础上,进行了加载接触分析。首先基于有限元理论计算出受载荷前的齿间间隙和承受载荷时的弹性变形,然后列出承受载荷时的位移协调方程及力平衡方程,通过利用MATLAB编程求解。 4)以弧齿锥齿轮的啮合原理和加工原理为理论依据,在Pro/E软件中分别建立弧齿锥齿轮铣齿机床模型、平面铣刀盘模型、锥齿轮齿坯模型,并利用数控机床的虚拟加工原理,建立一对啮合齿轮副的三维模型。 5)最后以一对给定具体参数的FSPH-79型的锥齿轮副进行实例分析。对啮合齿轮副进行有限元分析。利用Hypermesh软件对齿轮副进行有限元网格划分,将划好网格的有限元模型导入MSC.Patran/Marc中进行分析,首先进行了单齿轮对的静态接触分析,然后对低速情况下的动态啮合情况进行仿真,研究其不同时刻的接触区变化情况,并将此方法得到的接触应力和数值分析方法的结果进行了对比,验证数值方法的可靠性。
[Abstract]:Double circular arc spiral bevel gear is a gear type double circular arc tooth profile is applied to the spiral bevel gear transmission, has high bearing capacity, long service life, high contact ratio, high contact strength and flexural strength, but because of the geometric complexity of tooth surface analysis on contact zone influence the transmission performance the relatively small, its characters do not have much, which limits its popularization and application.
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH132.41

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