准端面双圆弧齿轮的疲劳寿命分析

发布时间：2017-07-16 18:22

  本文关键词：准端面双圆弧齿轮的疲劳寿命分析

  更多相关文章： 准端面双圆弧齿轮 参数化建模 设定螺旋角β_0 齿轮螺旋角β 疲劳寿命

【摘要】：近年来,随着生产发展的实际需要,圆弧齿轮传动已在工程实际中广泛地被应用。双圆弧齿轮由于其独特的齿形特点,与传统的渐开线齿轮相比,有较高的弯曲强度和接触强度。然而,目前工程中广泛应用的圆弧齿轮大都是法面双圆弧齿轮,在理论上,这种齿轮有接触位置对误差的敏感性大以及弯曲强度不足两个缺陷。正是在这样的背景下,本文对“准端面”双圆弧齿轮的研究就显得十分必要。 本文首先分析推导了准端面双圆弧齿轮的端面齿廓方程；然后通过三维造型软件Pro/E建立准端面双圆弧齿轮的参数化模型,并根据需要,对模型做了必要的简化和参数化装配,只须改变参数值便可得到法面、端面及准端面双圆弧齿轮模型,从而实现了由参数控制的零件模型的自动生成以及啮合组件的参数化装配。 双圆弧齿轮的轮齿结构是复杂的空间螺旋体,因此,借助计算机仿真技术研究参数对它的影响具有十分重要的意义。尤其,准端面双圆弧齿轮引进了新的参数β0。因此,研究齿轮螺旋角β及设定螺旋角β0对其疲劳寿命的影响,对准端面双圆弧齿轮的工程应用具有指导性意义。在Pro/E中将齿轮的三维模型装配好后,导入到有限元分析软件ANSYS中,通过添加约束、载荷等,对法面、端面及准端面双圆弧齿轮的两齿两点接触应力进行了分析比较,同时对准端面双圆弧齿轮不同设定螺旋角β0取不同齿轮螺旋角β时的接触应力进行了分析,分析表明准端面双圆弧齿轮在加工工艺和接触强度方面有较大的优势。 齿轮作为主要的机械零部件,疲劳破坏往往瞬间发生,从而严重影响了生产效率,不仅经济损失不可估量,而且后果往往不堪设想。因此,本文以齿轮的五齿模型为研究对象,对法面、端面双圆弧齿轮不同螺旋角β时的齿根弯曲应力进行了分析对比,并着重分析了准端面双圆弧齿轮不同设定螺旋角β0取不同齿轮螺旋角β时的齿根弯曲应力,以此为基础,研究分析了端面、法面双圆弧齿轮疲劳寿命随齿轮螺旋角β的变化规律以及准端面双圆弧齿轮的疲劳寿命随齿轮螺旋角β及设定螺旋角β0的变化趋势。这对齿轮的适时维护和更换具有重要的意义。
【关键词】：准端面双圆弧齿轮 参数化建模 设定螺旋角β_0 齿轮螺旋角β 疲劳寿命
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.416
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 研究目的与意义12-13
• 1.3 国内外研究现状13-18
• 1.3.1 国外研究现状13-15
• 1.3.2 国内研究现状15-18
• 1.4 本文的主要研究内容18-19
• 1.5 本章小结19-21
• 第二章 准端面双圆弧齿轮的齿面方程及端面齿廓21-35
• 2.1 基准齿形简介21-26
• 2.1.1 GBI2759-91型的基本齿形参数23-24
• 2.1.2 选择主要齿形参数的原则24-26
• 2.2 基本齿条的齿面方程26-27
• 2.3 准端面双圆弧齿轮齿面方程27-29
• 2.4 准端面双圆弧齿轮的端面齿廓29-31
• 2.5 一对准端面双圆弧齿轮正确啮合的条件31-33
• 2.6 本章小结33-35
• 第三章 准端面双圆弧齿轮的参数化建模35-45
• 3.1 参数化建模的相关概念35-36
• 3.2 Pro/ENGINEER软件简介36-37
• 3.3 准端面双圆弧齿轮三维实体模型的建立37-41
• 3.3.1 创建齿轮轮槽外形37-40
• 3.3.2 齿轮圆柱主体的创建40-41
• 3.3.3 齿轮齿面的创建41
• 3.3.4 切齿41
• 3.4 准端面双圆弧齿轮的参数化装配41-43
• 3.5 本章小结43-45
• 第四章 准端面双圆弧齿轮的接触应力分析45-59
• 4.1 有限元法的介绍45-46
• 4.2 ANSYS软件介绍46
• 4.3 准端面双圆弧齿轮的有限元分析前处理46-53
• 4.3.1 模型导入46-47
• 4.3.2 定义单元属性47-48
• 4.3.3 定义材料属性48
• 4.3.4 网格划分48-49
• 4.3.5 接触对的设置49-52
• 4.3.6 添加约束和载荷52-53
• 4.3.7 设置求解项53
• 4.4 应力结果分析53-56
• 4.5 β_0及β对双圆弧齿轮齿面接触应力影响的理论分析56-57
• 4.6 本章小结57-59
• 第五章 准端面双圆弧齿轮的疲劳寿命分析59-69
• 5.1 疲劳的基本概念59
• 5.2 疲劳的分类59-60
• 5.3 疲劳分析方法与损伤理论60-63
• 5.3.1 疲劳分析方法60-61
• 5.3.2 疲劳累积损伤理论61-63
• 5.4 疲劳寿命分析63-66
• 5.4.1 双圆弧齿轮的弯曲应力分析63-64
• 5.4.2 双圆弧齿轮的疲劳寿命分析64-66
• 5.5 本章总结66-69
• 第六章 总结与展望69-71
• 6.1 本文总结69-70
• 6.2 展望70-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-77
• 攻读硕士期间发表的文章77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 武宝林,邵家辉,孟惠荣;螺旋角对双圆弧齿轮动态行为的影响分析[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1999年01期

2 武宝林,邵家辉,孟惠荣;双圆弧齿轮的螺旋角误差对其传动误差的影响分析[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1999年01期

3 宋胜伟;张永利;李占奎;;基于solid edge的双圆弧齿轮参数化建模的实现方法[J];机械设计与制造;2006年12期

4 王伟;罗善明;陈立锋;王建;胡华荣;;基于Pro/E的双圆弧齿轮参数化建模[J];机械设计与制造;2009年02期

5 段德荣,常彦伟;准端面双圆弧齿轮及其齿面方程[J];机械传动;2000年02期

6 武宝林,邵家辉;轴线平行度误差对双圆弧齿轮传动误差的影响分析[J];机械传动;2001年01期

7 丁坤;潘亚嘉;张宪文;王胜;;基于UG的双圆弧齿轮参数化建模[J];机械传动;2011年01期

8 屈文涛;沈允文;徐建宁;;基于ANSYS的双圆弧齿轮接触应力有限元分析[J];农业机械学报;2006年10期

9 邬华芝,郭海丁,高德平;疲劳破坏寿命的概率统计方法研究综述[J];强度与环境;2002年04期

10 吴凤林,李秀红,刘学东,任家俊;准端面圆弧齿轮弯曲强度的有限元分析[J];太原理工大学学报;2002年04期

，

本文编号：549970