渐开线齿轮齿根断裂力学分析

发布时间：2020-05-01 17:54

【摘要】： 齿轮传动是机械传动中最主要的一种传动型式,在工业、农业、国防中有广泛的运用。但齿轮在传动过程中经常发生齿根断裂,严重影响了齿轮的使用。本文研究了渐开线齿轮齿根裂纹的二维断裂力学特性,为进一步研究齿轮断裂仿真和安全设计打下理论基础。 在渐开线齿轮齿根裂纹建模过程中,主要采用APDL参数化语言和Matlab软件混合建模。根据渐开线直角坐标方程和齿根过渡曲线方程,在Matlab中生成一系列关键点坐标值,保存这些点的坐标值为数据文件,再用ANSYS中的APDL参数化语言调用这个数据文件,生成齿轮模型,建立齿轮模型后,再完成根部裂纹模型的建立。 在应力强度因子的计算过程中,从线弹性断裂力学角度出发,应用ANSYS软件计算裂纹尖端应力强度因子。研究了不同裂纹长度下,应力强度因子的变化趋势,还研究了齿轮结构参数,对齿根裂纹尖端应力强度因子的影响。 在研究齿根裂纹扩展过程中,介绍了两种裂纹扩展方向的理论计算方法。即能量法和最大周向应力法。根据最大周向应力法,计算了裂纹失稳后的扩展角,并在ANSYS中分步模拟了裂纹的扩展趋势,同时研究了齿轮结构参数对裂纹扩展趋势的影响。
【图文】：

图 1.1 轮齿根部应力情况图 1.2 轮齿根部断裂究现状术的发展，大型通用有限元软件 ANSYS 得精确性已经得到了广泛的证实。现在能使用和齿根断裂应力强度因子，从而对断裂现象

图 1.2 轮齿根部断裂究现状技术的发展，大型通用有限元软件 ANSYS 得的精确性已经得到了广泛的证实。现在能使用力和齿根断裂应力强度因子，从而对断裂现象，国内外关于齿轮断裂方面的研究取得一定成，David G Lewicki 提出了一种超安全设计思裂纹发生规律，从而在设计上加以改进，尽量纹形成以后，也不向根部进行扩展，，从而避免界元的方法对二维齿根断裂进行了研究，得出，取得令人满意的结果。1999 年，南安普顿seppe Demelio 等从齿根应力应变场等角度研究1996 年，S.Glodez,Z.Ren， J.Flashker 结合实验
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH132.41

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本文编号：2646906