内摆线应用型面联接研究

发布时间：2017-09-24 07:00

  本文关键词：内摆线应用型面联接研究

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【摘要】：作为机械传动中的联接方式，型面联接相对于传统的键联接相比，具有联接强度高，没有应力集中，可以传递大扭矩且效率高的同时也可以承受冲击载荷，并且对于一些大型机械装备来讲其拆装方便及维修便利。 常见的型面联接有包络等距三边型面联接，三段弧型面联接等多种形式，其截面曲线都是包含有参数方程的曲线。本文从内摆线原理出发，分析R/r为不同值时（R为定圆半径，r为动圆半径），内摆线以及内次摆线的运动轨迹所形成的曲线。通过对摆线参数方程推导计算，得出在R/r为不同值时，，其内摆线和内次摆线的运动轨迹，从中找出摆线运动轨迹规律，通过图谱分析以及作为型面联接的基本要求判定，选取R/r=3，n为不同值的内次摆线进行数学证明，得出在R/r=3，0n0.27条件下的内次摆线为光滑、无奇异点，凸的封闭曲线。对所选的内次摆线所围成平面图性进行几何计算。推导出e=2nr，D=4r，（e为偏心率，D为摆线型面轴的公称直径）。 本文以所选取的摆线曲线为截面建立摆线型面轴，根据材料力学及弹性力学相关知识，对摆线型面轴的拉伸、扭转，弯曲变形情况逐一进行计算分析，并且推导摆线型面联接的接触压力的计算公式。 本文首先对接触问题的发展及相关计算方法进行简单的阐述。其次应用ANSYS分析摆线型面轴单独扭转时剪应力的大小及分布，有限元分析与理论推导结果基本一致。最后对摆线型面联接的接触特性进行有限元静力学仿真，分析摆线型面轴毂在不同扭矩、摩擦系数、偏心率、轮毂壁厚的情况下的接触应力的大小及分布规律。得出摆线型面联接的接触应力大小受偏心率的影响，而e=2nr，由于r为一定值，根据内次摆线的参数方程，通过调整n的大小来调整摆线形状来改变摆线型面联接的接触应力大小及分布。
【关键词】：内摆线 摩擦系数 型面联接 ANSYS 接触应力
【学位授予单位】：陕西理工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH131
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 研究的目的和意义9-10
• 1.1.1 课题的研究背景9
• 1.1.2 课题的来源9-10
• 1.1.3 有限元法简介10
• 1.2 型面联接国内外研究现状10-11
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11
• 1.3 本文主要的研究内容11-13
• 第2章 内摆线的选取13-23
• 2.1 内摆线形成13-15
• 2.1.1 内摆线的参数方程13-14
• 2.1.2 内次摆线的参数方程14-15
• 2.2 内次摆线图谱的创建15-18
• 2.3 选取合适的内次摆线18-21
• 2.3.1 内次摆线的判定条件18-19
• 2.3.2 内次摆线的精确选取19-20
• 2.3.3 内次摆线封闭曲线的几何要素20-21
• 2.4 本章小结21-23
• 第3章 摆线型面联接的基本理论23-41
• 3.1 摆线型面轴截面的平面相关量计算23-25
• 3.2 摆线型面轴的拉伸25-27
• 3.2.1 摆线型面轴的拉压力25-27
• 3.2.2 摆线型面轴的拉压变形27
• 3.3 摆线型面轴的扭转27-33
• 3.3.1 摆线型面轴的扭转的应力函数27-28
• 3.3.2 摆线型面轴扭转情况下的剪应力分布规律28-31
• 3.3.3 摆线型面轴的剪应力求解31-33
• 3.4 摆线型面轴的弯曲33-35
• 3.4.1 摆线型面轴的弯曲应力计算33-34
• 3.4.2 摆线型面轴的斜弯曲应力计算34-35
• 3.5 摆线型面轴的弯扭组合变形35-36
• 3.6 摆线型面联接的接触压力相关计算36-38
• 3.6.1 接触压力算法的选取36-37
• 3.6.2 工程算法计算接触压力37-38
• 3.7 本章小结38-41
• 第4章 接触问题的有限元简介41-47
• 4.1 接触算法简介41-43
• 4.1.1 直接迭代法42
• 4.1.2 接触约束算法42-43
• 4.1.3 数学规划法43
• 4.2 弹性接触问题43-44
• 4.2.1 基本假定43
• 4.2.2 接触条件43-44
• 4.3 弹性接触问题的解法概述44-45
• 4.4 本章小结45-47
• 第5章 摆线型面联接有限元分析47-65
• 5.1 摆线型面轴的有限元分析47-49
• 5.1.1 摆线型面轴的建模及仿真47-49
• 5.2 摆线轴毂联接初始接触点计算49-51
• 5.3 摆线型面联接接触有限元分析51-59
• 5.3.1 摆线型面联接模型建立51-57
• 5.3.2 摆线型面联接有限元结果分析57-59
• 5.4 接触应力对摆线型面联接的影响59-61
• 5.4.1 不同扭矩下的接触应力分布59-60
• 5.4.2 不同偏心率对接触应力的分布60
• 5.4.3 摆线型面联接拉压应力60-61
• 5.5 轮毂壁厚对摆线型面联接的影响61-62
• 5.6 本章小结62-65
• 结论65-67
• 参考文献67-69
• 攻读硕士学位期间取得科研成果69-71
• 致谢71

【参考文献】

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本文编号：909978