圆柱密切齿轮轮齿应力分析

发布时间：2017-08-30 03:19

  本文关键词：圆柱密切齿轮轮齿应力分析

  更多相关文章： 密切齿轮 有限元法 机械应力 弯曲应力 接触应力

【摘要】：机械工业在不断发展,齿轮传动在机械动力传输中有广泛应用,可是渐开线外啮合齿轮由于是凸面-凸面接触,所以接触应力在同等条件下比凸面-凹面接触要大,也就是说渐开线外啮合齿轮的接触强度比较低。本文的重点就是根据密切切触理论构造一种轮齿齿廓,使其比渐开线齿轮轮齿具有更好的抗弯强度和接触强度。计算机硬件技术和计算机软件技术在近几十年发展很快,依托于高度发展的计算机技术的有限元法可以更加方便的应用到机械设计中。有限元法设计周期短,精度高,费用少等优点使其成为处理工程中复杂问题简便有效的手段。以往的齿轮研究和分析是先有齿形,然后根据齿形对齿轮的各项性能进行分析；本文根据密切切触理论,先找出高性能齿轮需要满足的条件,而后再反求满足这些条件的齿廓方程,根据齿廓方程构造媒介齿条,然后使用切触理论构造满足高性能要求的齿轮。本文应用Hertz接触理论和密切切触理论,推算出符合密切理论的媒介齿条,进而通过切触理论求出密切齿轮,并且对基于密切理论构建起的齿轮进行了有限元弯曲应力分析和接触应力分析。本文应用了材料力学、接触力学、机械设计理论和有限元相结合的方法分析了密切接触齿廓应力状况,并将其与渐开线齿轮在同等受力条件下进行了比较,用模拟值来对比验证理论值。研究结果表明密切切触齿轮在轮齿接触强度方面优于普通渐开线齿轮。用计算机精确构造出的密切齿轮齿廓为进一步应用有计算机软件对圆柱密切齿轮的各项性能指标进行分析、为设计制造密切齿轮夯实了基础。
【关键词】：密切齿轮 有限元法 机械应力 弯曲应力 接触应力
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题的背景、目的和意义9-10
• 1.1.1 课题的背景9-10
• 1.1.2 课题研究的目的和意义10
• 1.3 国内外研究的发展情况10-11
• 1.4 主要应用软件介绍11-12
• 1.5 本文研究的主要内容12-13
• 第2章 密切切触理论的基本方程13-29
• 2.1 齿面曲线的3阶近似13-14
• 2.2 齿面啮合点邻域间隙为4阶无穷小条件的推导14-20
• 2.3 外啮合齿面啮合点邻域间隙为4阶无穷小的条件20-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第3章 密切媒介齿条的构造方法29-39
• 3.1 多项式拟合法29-32
• 3.2 媒介齿条的构造法2——渐缩线映射法32-33
• 3.3 用渐开线拟合密切齿条齿廓曲线33-36
• 3.4 修改二阶导数法构造密切啮合齿条36-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第4章 赫兹理论及密切齿轮应力计算39-51
• 4.1 赫兹接触理论39-41
• 4.2 密切齿轮轮齿啮合间隙分析41-42
• 4.3 切比雪夫多项式计算42-47
• 4.4 二阶曲线接触与四阶曲线接触的比较47-49
• 4.5 本章小结49-51
• 第5章 ANSYS有限元法51-65
• 5.1 接触分析有限元法51-55
• 5.1.1 有限元法的基本原理51-52
• 5.1.2 接触有限元法的分析方法52-55
• 5.2 ANSYS有限元软件非线性接触分析55-64
• 5.2.1 非线性分析55-59
• 5.2.2 ANSYS接触分析59-64
• 5.3 本章小结64-65
• 第6章 密切齿轮轮齿构造与应力分析65-83
• 6.1 密切接触齿廓的构造65-69
• 6.2 密切轮齿弯曲应力分析69-77
• 6.3 密切接触齿轮的ANSYS非线性接触分析77-81
• 6.4 本章小结81-83
• 第7章 结论和展望83-85
• 参考文献85-89
• 致谢89

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本文编号：756981