基于有限元法的齿轮接触分析及修形研究

发布时间：2017-09-20 20:06

  本文关键词：基于有限元法的齿轮接触分析及修形研究

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【摘要】：齿轮传动是一种重要的机械传动方式，应用极其广泛。某钢厂1580热连轧机减速系统采用的是斜齿轮传动，在实际工作中出了齿根断裂和靠近齿顶位置齿面划伤的故障，掌握其工作过程中的应力分布，深入研究修形技术，对提高减速箱齿轮传动的承载能力与传动平稳性极具理论指导意义。 本文以某钢厂1580热连轧机主减速器斜齿轮为研究对象，首先，利用Pro/e建立参数化齿轮模型，结合斜齿轮啮合原理实现了斜齿轮的无干涉装配。 对斜齿轮进行有限元接触分析，得出齿根最大弯曲应力和齿面最大接触应力，，根据有限元计算结果对齿轮强度校核，找出齿轮失效的原因，提出改进意见。 基于齿轮修形理论，结合有限元软件，提出了一种齿轮最佳修形的方法：建立修形齿轮的二维模型，利用有限元静态非线性的计算方法，对齿顶啮入位置进行有限元接触分析，得到不同修形量与齿轮啮入时接触应力关系，齿轮啮入时的接触应力随着修形量的增大而减小，当修形量达到一定值时，继续增大修形量对齿顶接触应力的降低不起作用，由此可得齿轮的最佳修形量。
【关键词】：齿轮 齿轮修形 有限元法 接触分析
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 绪论8-15
• 1.1 选题背景8
• 1.2 国内外研究现状8-14
• 1.2.1 有限元方法的基本原理8
• 1.2.2 有限元法在非线性问题中的发展8-9
• 1.2.3 有限元法在齿轮研究中的应用9-11
• 1.2.4 齿轮修形国内外研究现状11-14
• 1.2.4.1 齿廓修形11-13
• 1.2.4.2 齿向修形13-14
• 1.3 本论文的主要研究内容14-15
• 第二章 斜齿轮参数化建模与装配15-21
• 2.1 斜齿轮参数化建模与装配15-20
• 2.1.1 斜齿轮参数化建模15-19
• 2.1.2 斜齿轮装配19-20
• 2.2 小结20-21
• 第三章 齿轮有限元接触分析21-37
• 3.1 非线性有限元法的基本原理21-26
• 3.1.1 增量虚功方程21-22
• 3.1.2 非线性有限元基本方程22-24
• 3.1.3 非线性有限元基本方程的求解方法24-26
• 3.2 齿轮有限元仿真分析26-28
• 3.2.1 齿轮模型26
• 3.2.2 齿轮模型的基本参数和单位设置26
• 3.2.3 定义齿轮材料属性26
• 3.2.4 网格划分26-27
• 3.2.5 摩擦系数的选择27
• 3.2.6 接触方式的选择27
• 3.2.7 边界条件与载荷27-28
• 3.2.8 接触算法的选择28
• 3.3 仿真结果分析28-33
• 3.3.1 齿轮应力状态分析28-30
• 3.3.2 应力分布30-33
• 3.3.2.1 弯曲应力30-32
• 3.3.2.2 接触应力32-33
• 3.4 齿轮强度校核33-36
• 3.4.1 齿轮接触强度校核33-34
• 3.4.2 齿轮弯曲强度校核34-36
• 3.5 小结36-37
• 第四章 齿轮修形研究37-45
• 4.1 齿廓修形37-41
• 4.1.1 齿廓修形原理37
• 4.1.2 齿廓修形方法37-41
• 4.1.2.1 常用齿廓修形最大修形量的确定方法38-40
• 4.1.2.2 修形长度40
• 4.1.2.3 常用的修形曲线40-41
• 4.2 最佳齿廓最大修形量的确定41
• 4.3 修形齿轮接触分析41-44
• 4.3.1 齿轮建模41-42
• 4.3.2 有限元模型42
• 4.3.3 边界条件42-43
• 4.3.4 有限元结果分析43-44
• 4.4 小结44-45
• 第五章 总结及展望45-47
• 5.1 全文总结45
• 5.2 展望45-47
• 参考文献47-50
• 致谢50-51
• 发表论文51-52
• 详细摘要52-55

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 朱传敏,田志仁,宋孔杰;齿轮修形曲线的优化设计[J];山东工业大学学报;1998年02期

2 王统;李伟;;齿轮轴3D综合弹性变形和齿向修形曲线的研究[J];上海交通大学学报;1993年01期

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本文编号：890102