齿轮齿根动应力分析及其结构优化设计

发布时间：2021-08-27 23:52

　　齿轮传动的失效将直接影响机械传动,从而影响整个生产过程。轮齿折断则是其中主要的失效方式。因此对轮齿弯曲应力进行准确、深入的研究就显得尤为重要。本文在Pro/E环境中,利用其机构运动仿真功能基于齿轮加工原理精确建立了齿轮三维模型。具有准确过渡曲线的齿轮模型的建立,为齿根动应力的研究奠定了基础。ANSYS/LS-DYNA是求解接触、碰撞问题的显式动力学软件。它可以处理结构形状、边界条件、载荷工况均很复杂的问题,也可以考虑传动误差和轮齿表面摩擦的影响,因此,本文利用ANSYS/LS-DYNA对齿轮副的动力接触进行了仿真,通过主动轮的连续转动,带动从动轮运转,动态地仿真了齿轮啮合过程,得到了一个啮合周期内的齿根动应力的变化规律。结果证明ANSYS/LS-DYNA是一种新的,很好的求解齿根动应力的工具。并且,结合准确求解出的齿根应力,以此作为齿轮结构设计的应力约束条件,对齿轮的腹板结构进行了优化设计,在满足齿根最大等效应力的情况下,齿轮的整体重量减少了27.39%,大大节约了材料,降低了成本。这种将有限元技术应用到优化设计中的方法,真正意义上实现了零部件的计算机辅助设计,是实现零部件设计自动化的... 

【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

齿轮断裂部位简图

2.6.1ANSYS/LS一DYNA的启动在开始菜单中，指向ANsys程序组，选择eon丘 gureANsysproduets项，单击后进入ANsYS的启动界面 ANSYSProduetLauneher，如图2一2所示。图2一 2ANSYSProductLauncher对话枢 ANSYSLauncher{I勺界I仓!布少、:)子良简洁(8.0以1几各版本基本类I司)，厂1〕)止‘，}j‘逐个设定各标鉴中的子J‘关选JU工，女l}有小清楚‘，J一通过菜叮，·l飞elp口司川Laullehe，·lielp文

ANSYSlLS-DYNA仿真分析环境的界面

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Pro/ENGINEER的齿轮参数化建模技术研究与实现[J]. 陈贵清,杨晓京,李浙昆,毕世英.  现代机械. 2004(04)
[2]应用有限元分析软件进行优化设计[J]. 朱爱华,柴国钟.  煤矿机械. 2004(01)
[3]齿轮接触有限元分析[J]. 杨生华.  计算力学学报. 2003(02)
[4]啮合力移动速度对轮齿变形影响的有限元分析[J]. 孙月海,毕庆贞,张策,沈兆光.  机械设计. 2002(11)
[5]冲击载荷作用下齿轮动应力的研究[J]. 佟景伟,徐步青,李林安,沈珉,Bruno Picasso.  机械强度. 2002(01)
[6]移动载荷下齿根应力的时间历程[J]. 徐步青,佟景伟,李鸿琦,王世斌.  机械传动. 2001(03)
[7]渐开线直齿圆柱齿轮齿根应力的有限元分析[J]. 王玉新,柳杨,王仪明,朱殿华.  机械设计. 2001(08)
[8]多工况下具有体系可靠性约束的桁架结构拓扑优化设计[J]. 陈建军,曹一波,孙怀安.  固体力学学报. 2000(01)
[9]结构可靠性优化中概率约束的等价显式处理[J]. 陈建军,段宝岩,张驰江.  西安电子科技大学学报. 1999(05)
[10]大规模优化问题的多级分解解法[J]. 李泉永,杨延航.  桂林电子工业学院学报. 1998(04)

硕士论文
[1]基于应力波传播理论的齿轮动应力分析[D]. 陈乾堂.西北工业大学 2006



本文编号：3367353