双压力角非对称渐开线直齿轮的应力分析及齿廓曲线的优化

发布时间：2021-01-04 02:20

　　本文利用ANSYS分析了双压力角非对称渐开线直齿轮的齿根弯曲应力和齿面接触应力,并应用一阶方法对齿廓曲线进行了优化,针对不同的设计参数,得到了不同的优化结果。首先,基于渐开线齿轮的啮合原理,利用渐开线方程和过渡曲线方程,建立了双压力角非对称渐开线直齿轮的通用齿廓方程,并对主要参数进行了计算,利用ANSYS提供的APDL语言,建立了双压力角非对称渐开线齿轮的参数化模型。其次,利用ANSYS对双压力角非对称渐开线直齿轮齿面接触应力和齿根弯曲应力进行了有限元分析,分析了两侧压力角变化对齿面接触应力和齿根弯曲应力的影响,得出了齿面接触应力和齿根弯曲应力随压力角变化的规律,并与相应的对称齿轮进行了比较,分析结果显示:在一侧压力角不变的情况下,增大另一侧压力角,齿轮的受压侧齿根弯曲应力明显减小;在非工作侧压力角不变的情况下,增大工作侧的压力角,齿轮的齿面接触强度也有一定程度的提高。最后,根据分析计算的结果,利用ANSYS中提供的一阶优化设计方法,对双压力角非对称渐开线齿轮的各个参数进行了优化。针对不同的设计参数,得到了不同的优化结果,概括起来:设计变量,约束条件的多少直接影响了最终的优化结果,设计... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2一1双压力角非对称渐开线直齿轮齿廓特性点的齿形角FigZ一1twoPressangleasymmetrieinvolutegearPressureangle

当设计和检验齿轮时，常需要知道某些圆上的齿厚【’]l2][’71。例如，为了检查轮齿齿顶的强度就需要计算出齿顶圆上的齿厚;为了确定齿侧间隙就需要计算节圆上的齿厚等。现在我们来介绍双压力角非对称渐开线直齿轮任意圆上齿厚的计算方法。图2一2所示为双压力角非对称直齿轮的一个轮齿。图中s，表示任意半径气圆上的齿厚，其对应的

对称渐开线齿轮都能搭配起来正确传动。譬如说，一个齿轮的齿距很小，而另一个齿轮的齿距很大，显然，这两个齿轮是无法搭配传动的。那么，一对双压力角非对称渐开线齿轮要正确啮合传动，应该具备什么条件呢?为此，我们来对图2一4所示的一对齿轮进行分析。如前所述，一对双压力角非对称渐开线齿轮在传动时，它的每一对齿仅啮合一段时间便要分离，而由后一对齿接替。如图2一4所示，当前一对齿在啮合线上B，点接触时，其后一对齿应在啮合线上另一点BZ接触，这样，前一对齿分离时，后一对齿才能不中断地接替传动，它们的齿廓啮合点都应在啮合线nlnZ上。因此，如图所示，要使处于啮合线上的各对轮齿都能正确地进入啮合

【参考文献】：
期刊论文
[1]双压力角非对称齿轮传动接触分析[J]. 肖望强,李威,韩建友,段明南.  北京科技大学学报. 2006(12)
[2]双压力角非对称齿廓齿轮齿根弯曲应力的有限元分析[J]. 肖望强,李威,李梅.  北京科技大学学报. 2006(06)
[3]基于ANSYS有限元软件的直齿轮接触应力分析[J]. 雷镭,武宝林,谢新兵.  机械传动. 2006(02)
[4]基于ANSYS的渐开线直齿圆柱齿轮齿根应力的有限元分析[J]. 陈赛克.  仲恺农业技术学院学报. 2005(03)
[5]非对称渐开线圆柱齿轮的动力学特性[J]. 娄依志,王小群,李威.  北京科技大学学报. 2005(03)
[6]双压力角非对称齿轮弯曲应力的解析法及有限元分析[J]. 张玉梅,朱如鹏.  机械工程师. 2004(12)
[7]非对称齿廓渐开线齿轮齿形的仿真设计分析[J]. 吴忠.  包头钢铁学院学报. 2004(02)
[8]非对称渐开线齿轮齿根弯曲应力的计算分析[J]. 吴忠.  包头钢铁学院学报. 2004(01)
[9]非对称渐开线直齿轮齿廓设计与有限元分析[J]. 蒋立冬,常山,石玉权,况季孙.  热能动力工程. 2003(05)
[10]基于精确模型的斜齿轮接触应力有限元分析[J]. 杨汾爱,张志强,龙小乐,鲍务均.  机械科学与技术. 2003(02)



本文编号：2955952