基于ANSYS的变位齿轮强度分析

发布时间：2017-08-20 06:13

  本文关键词：基于ANSYS的变位齿轮强度分析

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【摘要】：在机械传动中,标准齿轮虽具有设计简单、互换性好等一系列优点,但对于提高齿轮传动性能有很大的局限性。因此,渐开线变位齿轮得到了十分广泛的应用。变位齿轮相对标准齿轮具有更多的优点，可以避免发生根切，提高小齿轮的齿根强度，配凑中心距，修复废旧齿轮等等，所以对变位齿轮的研究是十分必要且有意义的。本文应用计算机辅助设计/分析方法，在实现变位齿轮参数化精确造型的基础上，进行了齿轮强度分析。由于充分发挥了数字化技术数据成本低、高效、高精度的优点，较明显地提高了变位齿轮强度分析的精确度。本论文的主要内容为: （1）运用Pro/ENGINEER建立了变位锥齿轮的三维实体模型，然后将模型经过适当的简化之后，导入ANSYS进行有限元分析。在Pro/ENGINEER软件中只需要修改相应的参数就可以快速生成新的模型，模型的参数化为下一步对变位锥齿轮的有限元分析提供了基础。 （2）运用ANSYS对变位锥齿轮进行静力分析，并与理论计算的齿根弯曲强度进行比较。通过改变变位系数，分别得到变位齿轮的von Mises等效应力图，绘制出齿根弯曲应力随变位系数的变化曲线图。 （3）运用ANSYS对变位锥齿轮进行模态分析，，齿轮结构的工作状态是变化的，即动态的，由于结构的振动特性决定结构对于各种动力载荷的响应情况，所以在准备进行其他动力分析之前首先要进行模态分析。驱动系统对该变位锥齿轮的激励频率低于系统振动的固有频率，所以不会发生共振。
【关键词】：变位锥齿轮 参数化建模 静力分析 有限元 模态分析
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究的目的和意义9-10
• 1.2 国内外变位齿轮研究现状10-11
• 1.3 齿轮的发展与变位齿轮的产生11-13
• 1.4 研究内容及技术路线13-15
• 1.4.1 研究内容13-14
• 1.4.2 研究技术路线14-15
• 第二章 变位锥齿轮传动原理及应力的理论计算15-21
• 2.1 变位直齿锥齿轮传动概述15
• 2.2 受力分析及强度计算15-20
• 2.2.1 受力分析16-17
• 2.2.2 齿根弯曲疲劳强度计算17-20
• 2.3 本章小结20-21
• 第三章 变位锥齿轮的有限元静应力分析21-40
• 3.1 变位锥齿轮三维模型的建立21-25
• 3.1.1 三维软件 Pro/ENGINEER 简介21-22
• 3.1.2 建模过程22-23
• 3.1.3 装配过程23-25
• 3.2 变位锥齿轮有限元模型的建立25-30
• 3.2.1 有限单元法简介25-27
• 3.2.2 ANSYS 简介27-29
• 3.2.3 实体模型转换有限元模型29-30
• 3.3 变位锥齿轮静力分析30-39
• 3.3.1 定义单元属性30-32
• 3.3.2 网格划分32-34
• 3.3.3 施加约束和载荷34-35
• 3.3.4 查看结果35-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 变位锥齿轮的有限元模态分析40-49
• 4.1 变位锥齿轮有限元模型的建立40-41
• 4.1.1 实体模型的简化40-41
• 4.1.2 有限元模型的建立41
• 4.2 有限元模态分析41-48
• 4.2.1 模态的提取方法41-42
• 4.2.2 模态分析42-44
• 4.2.3 模态结果分析44-45
• 4.2.4 结构振型图45-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第五章 变位系数对齿根应力的影响49-56
• 5.1 变位锥齿轮模型的建立49-51
• 5.2 有限元模型的建立51
• 5.3 静力分析51-52
• 5.4 结果分析52-55
• 5.6 本章小结55-56
• 第六章 结论与展望56-58
• 6.1 结论56
• 6.2 展望56-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 作者简介62

【参考文献】

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本文编号：704998