双圆弧齿轮的啮合特性及有限元分析

发布时间：2020-11-21 21:06

　　 随着生产的发展，齿轮传动得到了广泛的使用，而双圆弧齿轮传动又具有渐开线齿轮传动无法比拟的特点，使其在齿轮传动中得到了广泛的应用。双圆弧齿轮的齿轮参数对齿轮传动的动态传动性能产生重要的影响，由于双圆弧齿轮的轮齿是一个空间螺旋体，形状非常复杂，因而利用先进的设计计算方法和计算机技术对双圆弧齿轮参数进行研究具有特别重要的意义。本文利用有限元方法、优化设计等现代设计方法，就双圆弧齿轮的齿轮参数对齿轮的弯曲强度的影响进行了深入的分析研究，建立了一种寻求最优齿轮参数的方法。 本文通过建立处于啮合状态的双圆弧齿轮的齿面方程，对双圆弧齿轮的齿面进行了啮合分析，给出了齿轮啮合迹线的方程和齿面接触线的形状。在此基础上， 太原理工大学硕士研究生学位论文 对比分析了齿轮中心距和螺旋角对双圆弧齿轮的动态 传动性能的影响，并给出了具体的补偿办法。 在GB 1 2759一91的齿形基准的基础上，使用华中理 工大学开发的CVM01优化包，对其进行优化分析。从 而建立了一种寻求双圆弧齿轮参数优化数学模型的方 法。 考虑双圆弧齿轮结构的复杂性，本文使用 Pr。/Engineer3D实体设计系统中的参数化建模，建立 了优化后的双圆弧齿轮的三维有限元模型。然后导入 到ANSYS有限元分析软件中，通过有限元程序的前后 处理模块，对其进行弯曲应力的有限元分析。 最后对双圆弧齿轮滚刀的形成原理进行了研究，设 计了能精确包络双圆弧齿轮的滚刀齿形，如:螺旋槽 圆弧滚刀齿形、直沟零前角圆弧滚刀前刃面齿形、直 沟正前角圆弧滚刀前刃面齿形。
【学位单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2004
【中图分类】：TH132.4
【部分图文】：

了建立精确的有限元计算模型，本文使用Pr。/Engineer三维设计软件中的参数化绘图，绘出第三章优化后的双圆弧齿轮的三维造型(如图4一2和图4一3所示)，再将模型导入ANSYS软件中，在ANSYS软件中进行计算分析。图4一3GraPh4一3双圆弧齿轮副啮合Pairofgearsengage4.2.1建模及有限元分析的连接Pr。/Engineer3D实体设计系统是由PTC(参数科技公司)开发出来的，具有其独特的参数化设计概念，采用单一数据库的设计，并且是一种完全相关性(I了。llASsoeiativity)的软件。它摆脱了传统的线、面造型，而采用3D实体造型，可将模型真实43

太原理工大学硕士研究生学位论文(m。为圆弧齿轮的法面模数)。由此建立图4一4所示的轮齿实体的简化模型，其中齿轮的齿数Z:二24，模数m行5，取其中的三个齿，DC二2.smn=12.5，在模型的底面、cDC‘D’面及其对称面ABA’B’加x、y、Z三个方向的全约束。图4一4小圆弧齿轮简化模型GraPh4一4thesimPlifiedmodelofminiaturearegear4.2.2.2单元的选取及网格划分设定单元属性是网格划分的前期准备工作，目的在于控制节点、单元和载荷的显示特性，如标号、收缩以及单元、材料特性和载荷工况的缺省指定等。本章选取弹性模量210GPa

GraPh4一6thesimPlifiedmeshinggraPhofminiaturegearmodel按照上述原则，本章使用SOLID45单元对小齿轮进行了三角形单元形状的分步划分，如图4一5和图4一6所示。ANSYS自动判断网格的合理性，如果存在不合适的网格长宽比、内角以及过大的平面翘曲，ANSYS将提出警告。大多数的ANSYS警告不会阻止下一步计算，所以在计算前没有必要消除全部的警告，需要工程人员判断的是:对于关键、关心区域的网格尽量控制规则
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本文编号：2893597