行星齿轮传动CAD系统开发及模态分析

发布时间：2017-07-05 18:34

  本文关键词：行星齿轮传动CAD系统开发及模态分析

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【摘要】：行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比,具有质量小、体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点,在各工业部门中获得了广泛的应用。但其设计过程比较复杂,而且在有关参数的选择上及其繁琐。为使设计程式化、简单化、参数化,提高设计效率,保证设计质量,进行行星齿轮传动CAD系统开发的研究极为重要。为了防止行星齿轮传动发生共振导致疲劳破坏,要求行星齿轮传动的固有频率远离其激振频率,因此有必要对行星齿轮传动进行模态分析,以获得行星齿轮传动的振动特性。 在深入研究行星齿轮传动基本理论的基础上,采用Visual Basic程序语言,开发了行星齿轮传动CAD系统,能够进行行星齿轮传动的总体设计、主要零部件的尺寸计算以及强度校核,并在三维绘图软件SolidWorks平台上实现了行星齿轮传动系统各个零件的三维参数化建模,并自动完成装配。 为实现齿轮三维精确建模,根据齿轮齿廓曲线的计算方法以及其与加工刀具之间的关系,确定了渐开线和齿根过渡曲线的曲线方程。在此基础上,利用Visual Basic编制出计算齿轮齿廓曲线上各个点的程序,通过二次开发在SolidWorks中建立渐开线直齿齿轮齿廓的精确模型。 通过SolidWorks和有限元分析软件Workbench接口,将行星齿轮传动系统的实体模型导入Workbench,进行行星齿轮传动的有限元模态分析,分别求出了自由模态分析时和约束模态分析时行星齿轮传动系统的固有频率以及各阶频率所对应的振型图,从而反映行星齿轮传动系统可能存在的问题,为行星齿轮传动系统的改进提供了理论依据。
【关键词】：行星齿轮传动 Visual Basic CAD 二次开发 模态分析
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.425
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 引言14-16
• 1 绪论16-22
• 1.1 课题研究背景和意义16-18
• 1.1.1 存在的问题17
• 1.1.2 论文研究的意义17-18
• 1.2 国内外研究现状18-20
• 1.2.1 CAD技术在行星齿轮传动中的研究现状18-19
• 1.2.2 模态分析在行星齿轮传动中的应用19-20
• 1.3 本文的研究内容20-22
• 2 行星齿轮传动系统设计理论22-30
• 2.1 齿数配比条件及材料的选择22-24
• 2.1.1 齿数配比条件22-24
• 2.1.2 材料的选择24
• 2.2 齿轮传动主要参数的初算24-25
• 2.2.1 按齿面接触强度初算小齿轮分度圆直径24-25
• 2.2.2 按齿根弯曲强度初算齿轮模数25
• 2.3 齿轮传动强度的校核计算25-30
• 2.3.1 齿面接触强度的校核计算25-27
• 2.3.2 齿根弯曲强度的校核计算27-30
• 3 行星齿轮传动CAD系统的设计30-44
• 3.1 设计思想30
• 3.2 系统的功能结构30-32
• 3.2.1 总体设计模块31
• 3.2.2 主要零部件尺寸计算模块31
• 3.2.3 主要零部件的强度校核模块31
• 3.2.4 参数化出图模块31-32
• 3.3 行星齿轮传动CAD系统的程序设计32-43
• 3.3.1 CAD系统界面设计32-38
• 3.3.2 行星齿轮传动CAD系统程序流程设计38-43
• 3.6 本章小结43-44
• 4 基于SolidWorks的行星齿轮传动系统的参数化建模44-58
• 4.1 二次开发原理44-45
• 4.2 基于SolidWorks的行星齿轮传动系统参数化建模45-57
• 4.2.1 渐开线曲线方程46-47
• 4.2.2 齿根过渡曲线方程47-48
• 4.2.3 齿廓曲线的形成48-49
• 4.2.4 设置参数文件利用VB语言创建齿轮模型49-52
• 4.2.5 内齿圈的三维参数化建模52-54
• 4.2.6 行星架的三维参数化建模54-56
• 4.2.7 行星齿轮传动CAD系统自动装配56-57
• 4.3 本章小结57-58
• 5 基于有限元法的行星齿轮传动系统的模态分析58-76
• 5.1 模态分析的理论基础58-59
• 5.2 行星齿轮传动CAD系统设计实例59-61
• 5.3 自由模态分析61-66
• 5.3.1 有限元建模61-62
• 5.3.2 网格划分62-63
• 5.3.3 有限元模型的自由度和约束关系63
• 5.3.4 扩展模态63
• 5.3.5 某行星齿轮传动系统的自由模态分析63-66
• 5.4 约束模态分析66-74
• 5.4.1 有限元模型的自由度约束67
• 5.4.2 约束模态分析67-70
• 5.4.3 行星架对行星齿轮传动系统的影响70-74
• 5.5 本章小结74-76
• 6 总结与展望76-78
• 6.1 论文的主要工作与结论76-77
• 6.2 需要进一步完成的工作77-78
• 参考文献78-82
• 致谢82-84
• 作者简介及读研期间主要科研成果84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：523134