对数螺旋锥齿轮静、动态接触分析

发布时间：2017-06-22 00:12

  本文关键词：对数螺旋锥齿轮静、动态接触分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：关于对数螺旋锥齿轮这种新型齿轮传动的研究，本课题组已完成了对数螺旋锥齿轮啮合理论体系的建立，对对数螺旋锥齿轮的齿面形成原理进行了研究，构建齿轮啮合的数学模型并推导出齿面方程。在此基础上，定义了对数螺旋锥齿轮的几何参数和传动参数，建立对数螺旋锥齿轮的三维模型，并进行了强度计算；深入研究了该齿轮的加工原理并通过数控加工出一对齿轮样件，并对该齿轮的样件进行了啮合检测实验，进一步验证了对数螺旋锥齿轮啮合理论的正确性、加工工艺的可行性以及对数螺旋锥齿轮的优越性。但关于对数螺旋锥齿轮受载后的齿面接触特性及振动特性等方面的内容并未做出深入的研究，，因此本文有必要在前人研究的基础上对这种新型齿轮—对数螺旋锥齿轮传动过程中的齿面接触特性及振动特性等方面进行深入的研究。 本文的研究工作主要有以下几个方面： 1.在已建立好的一对啮合的对数螺旋锥齿轮的三维模型的基础上，运用有限元软件ABAQUS对齿轮副进行静态接触分析，获得低速情况下该齿轮齿面接触区的形态，包括接触区的大小、形状、位置等及其受载后的变化规律，以及齿面接触应力的变化。 2.在静态接触分析的基础上，进一步对该齿轮副进行动态接触分析，用以更好的模拟实际工况下该齿轮副的齿面接触区大小、形状、位置等特点及变化趋势，以及齿面接触应力的变化。根据有限元接触分析所得到的结果，与对数螺旋锥齿轮样件的齿面接触区检测实验所得到的实验结果进行对比，进一步总结出对数螺旋锥齿轮受载后齿面接触区的特点。 3.根据对比结果，找出对数螺旋锥齿轮的接触区存在的不良接触情况，并根据接触区修正的基本原理及实践经验，提出一种有效的修正不良接触区的方法。 4.利用有限元软件ANSYS对对数螺旋锥齿轮进行模态分析，提取前十阶模态的固有频率和振型，了解该齿轮的振动特性，避免实际工作时齿轮共振破坏的发生，为齿轮的故障诊断提供依据。
【关键词】：对数螺旋锥齿轮 静态接触 动态接触 修正 模态分析
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.422
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 1 绪论7-14
• 1.1 课题的研究背景和意义7-8
• 1.2 课题研究现状及发展8-13
• 1.3 课题研究的主要内容13-14
• 2 对数螺旋锥齿轮及齿面接触区14-21
• 2.1 螺旋锥齿轮及其齿面接触区14-16
• 2.2 对数螺旋锥齿轮及其特点16-18
• 2.3 对数螺旋锥齿轮的齿面接触区18-21
• 3 对数螺旋锥齿轮静态接触分析21-37
• 3.1 有限元接触分析理论21-23
• 3.2 ABAQUS 处理接触问题的方法23-25
• 3.3 对数螺旋锥齿轮静态接触分析的步骤25-34
• 3.3.1 网格划分、定义网格单元属性25-26
• 3.3.2 定义材料属性26-28
• 3.3.3 结构装配28-29
• 3.3.4 创建分析步29-30
• 3.3.5 定义接触30-31
• 3.3.6 创建接触31-32
• 3.3.7 创建耦合约束32-33
• 3.3.8 施加边界条件和载荷33-34
• 3.3.9 提交分析作业及后处理34
• 3.4 对数螺旋锥齿轮静态接触分析结果34-37
• 3.4.1 工况 134-35
• 3.4.2 工况 235-36
• 3.4.3 工况 336-37
• 4 对数螺旋锥齿轮动态接触分析37-43
• 4.1 动态接触有限元分析37
• 4.2 动态接触分析的步骤与过程37
• 4.3 动态接触分析的结果37-42
• 4.3.1 工况 137-38
• 4.3.2 工况 238-39
• 4.3.3 工况 339-40
• 4.3.4 工况 440-42
• 4.4 与试验结果进行对比42-43
• 5 对数螺旋锥齿轮齿面接触区修正43-47
• 5.1 对轮齿接触区的一般要求43
• 5.2 对数螺旋锥齿轮齿面接触区的修正43-47
• 5.2.1 接触区修正的基本原理和方法43-46
• 5.2.2 对数螺旋锥齿轮接触区修正方法46-47
• 6 对数螺旋锥齿轮的模态分析47-57
• 6.1 模态分析概述47
• 6.2 模态分析的理论基础47-48
• 6.3 ANSYS 中模态的提取方法48-49
• 6.4 对数螺旋锥齿轮模态分析的分析过程49-53
• 6.4.1 对数螺旋锥齿轮有限元模型49-50
• 6.4.2 施加约束并求解50-51
• 6.4.3 扩展模态.51
• 6.4.4 模态结果分析51-53
• 6.5 对数螺旋锥齿轮有预应力的模态分析53-57
• 6.5.1 有预应力模态分析概述53
• 6.5.2 有预应力模态分析的步骤53
• 6.5.3 有预应力模态分析的分析过程53-57
• 结论57-59
• 参考文献59-64
• 在学研究成果64-65
• 致谢65

【参考文献】

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本文编号：470277