| 【中文题名】 | 双圆弧齿轮的接触分析研究及应用 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 机械设计及理论 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-6-27 |
| 【中关键词】 | 双圆弧齿轮,接触分析,传动误差,载荷分配,静态接触,动态接触 |
| 【英关键词】 | Double circular-arc helical gear,Contact analysis,Transmission error,Load share,Static contact,Dynamic contact, |
| 【分类导航】 | 工业技术>机械、仪表工业>机械零件及传动装置>机械传动机构>啮合传动>齿轮及齿轮传动 |
| 【论文摘要】 | 双圆弧齿轮承载能力高、寿命长、加工方便,在石油、矿山、冶金等行业应用广泛,其轮齿接触状态对齿轮啮合和动力学性能影响很大,研究双圆弧齿轮的静态和动态接触性能有着重要意义。
本文主要对双圆弧齿轮传动的载荷分配、静念啮合和动念啮合的接触及弯曲应力的分析模型和计算方法做了研究和探讨。
根据双圆弧齿轮的齿面、齿廓方程表达式,推导计算了各轮齿参数,建立了齿面啮合非线性方程。计算了在安装误差和制造误差情况下的齿轮传动误差特性,得到了一些规律性的结论。基于角位移补偿原理建立了载荷分配的求解方程,获得了齿间载荷分配及接触迹间载荷分配,分析了安装误差对载荷分配的影响。
基于ANSYS软件提出了双圆弧齿轮齿腰、齿根弯曲应力和接触应力精确求解的新方法,详细讨论了在各种误差作用下轮齿静应力的分布状况。根据双圆弧齿轮的特点,采用轮齿端面分块拓扑单元划分法,提出了在ANSYS里有限元模型的参数化建模方法,可以方便简单地直接生成拓扑化高质量规范网格。
基于显式动力程序ANSYS/LS-DYNA,建立了两种齿轮动态接触计算模型——刚柔组合模型和柔性体模型,得到了随时间变化的轮齿弯曲应力和接触应力... |
| 【论文题纲】 |
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第一章 绪论 |
6-12 |
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1.1 本文研究的课题背景 |
6-7 |
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1.2 本文的研究意义 |
7-8 |
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1.3 国内外研究概况 |
8-10 |
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1.3.1 双圆弧齿轮的发展历史 |
8 |
|
1.3.2 研究概况 |
8-10 |
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1.4 本文研究内容与创新点 |
10-12 |
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1.4.1 研究内容 |
10-11 |
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1.4.2 创新点 |
11-12 |
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第二章 双圆弧齿轮设计与传动误差分析 |
12-21 |
|
2.1 双圆弧齿轮的基本齿廓 |
12-13 |
|
2.2 齿廓参数的确定 |
13-14 |
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2.3 齿面方程与端面齿廓方程 |
14-15 |
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2.4 传动误差分析 |
15-16 |
|
2.5 安装误差和制造误差的引入 |
16 |
|
2.6 算例分析 |
16-20 |
|
2.6.1 安装中心距误差的影响 |
17-18 |
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2.6.2 安装轴线平行度误差的影响 |
18-19 |
|
2.6.3 加工螺旋角误差的影响 |
19 |
|
2.6.4 传动误差与齿轮螺旋角的关系 |
19-20 |
|
2.7 小结 |
20-21 |
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第三章 接触迹间载荷分配的确定 |
21-34 |
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3.1 载荷分配分析的主要方法 |
21-22 |
|
3.2 多点啮合性与接触点数的预置 |
22-24 |
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3.3 轮齿受载变形 |
24-25 |
|
3.4 载荷分配计算公式 |
25-28 |
|
3.5 计算分析 |
28-33 |
|
3.6 小结 |
33-34 |
|
第四章 接触应力的理论分析 |
34-38 |
|
4.1 双圆弧齿轮啮合点曲面的几何分析 |
34-35 |
|
4.2 任意弹性体相接触问题计算 |
35-37 |
|
4.3 小结 |
37-38 |
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第五章 双圆弧齿轮静应力分析 |
38-54 |
|
5.1 ANSYS软件简介 |
38-39 |
|
5.2 轮齿应力有限元分析方法探讨 |
39-41 |
|
5.2.1 集中力加载方式 |
39-40 |
|
5.2.2 面分布力加载方法 |
40-41 |
|
5.2.3 传统弹性接触有限元法 |
41 |
|
5.3 ANSYS接触算法 |
41-42 |
|
5.4 接触参数和求解选项的确定 |
42-43 |
|
5.5 双圆弧齿轮结构网格模型设计 |
43-45 |
|
5.6 接触模型的建立 |
45-46 |
|
5.7 静态接触分析结果 |
46-53 |
|
5.7.1 无安装误差时单点载荷最大时的应力状况 |
46-48 |
|
5.7.2 无安装误差单齿总载荷最大时的应力状况 |
48-51 |
|
5.7.3 正误差时凸齿承受最大载荷时的应力状况 |
51 |
|
5.7.4 正误差时单齿承受最大载荷时的应力状况 |
51-52 |
|
5.7.5 负误差时凸齿承受最大载荷时的应力状况 |
52 |
|
5.7.6 上述分析结果与理论计算值的比较 |
52-53 |
|
5.8 小结 |
53-54 |
|
第六章 双圆弧齿轮动态接触分析 |
54-66 |
|
6.1 ANSYS/LS-DYNA简介 |
54-55 |
|
6.2 双圆弧齿轮动态接触计算模型的探讨 |
55-62 |
|
6.2.1 刚柔组合模型 |
55-58 |
|
6.2.2 柔性体模型 |
58-62 |
|
6.3 双圆弧齿轮接触计算的其他分析 |
62-65 |
|
6.3.1 端面效应分析 |
62-63 |
|
6.3.2 最大接触应力 |
63-65 |
|
6.3.3 与前面的比较分析 |
65 |
|
6.4 小结 |
65-66 |
|
第七章 总结与展望 |
66-68 |
|
7.1 本文研究内容总结 |
66-67 |
|
7.2 进一步研究展望 |
67-68 |
|
参考文献 |
68-73 |
|
攻读硕士期间发表的论文 |
73-74 |
|
致谢 |
74-75 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.91970 |
