本文關(guān)鍵詞：準端面雙圓弧齒輪的疲勞壽命分析

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【摘要】：近年來,隨著生產(chǎn)發(fā)展的實際需要,圓弧齒輪傳動已在工程實際中廣泛地被應(yīng)用。雙圓弧齒輪由于其獨特的齒形特點,與傳統(tǒng)的漸開線齒輪相比,有較高的彎曲強度和接觸強度。然而,目前工程中廣泛應(yīng)用的圓弧齒輪大都是法面雙圓弧齒輪,在理論上,這種齒輪有接觸位置對誤差的敏感性大以及彎曲強度不足兩個缺陷。正是在這樣的背景下,本文對“準端面”雙圓弧齒輪的研究就顯得十分必要。 本文首先分析推導(dǎo)了準端面雙圓弧齒輪的端面齒廓方程；然后通過三維造型軟件Pro/E建立準端面雙圓弧齒輪的參數(shù)化模型,并根據(jù)需要,對模型做了必要的簡化和參數(shù)化裝配,只須改變參數(shù)值便可得到法面、端面及準端面雙圓弧齒輪模型,從而實現(xiàn)了由參數(shù)控制的零件模型的自動生成以及嚙合組件的參數(shù)化裝配。 雙圓弧齒輪的輪齒結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的空間螺旋體,因此,借助計算機仿真技術(shù)研究參數(shù)對它的影響具有十分重要的意義。尤其,準端面雙圓弧齒輪引進了新的參數(shù)β0。因此,研究齒輪螺旋角β及設(shè)定螺旋角β0對其疲勞壽命的影響,對準端面雙圓弧齒輪的工程應(yīng)用具有指導(dǎo)性意義。在Pro/E中將齒輪的三維模型裝配好后,導(dǎo)入到有限元分析軟件ANSYS中,通過添加約束、載荷等,對法面、端面及準端面雙圓弧齒輪的兩齒兩點接觸應(yīng)力進行了分析比較,同時對準端面雙圓弧齒輪不同設(shè)定螺旋角β0取不同齒輪螺旋角β時的接觸應(yīng)力進行了分析,分析表明準端面雙圓弧齒輪在加工工藝和接觸強度方面有較大的優(yōu)勢。 齒輪作為主要的機械零部件,疲勞破壞往往瞬間發(fā)生,從而嚴重影響了生產(chǎn)效率,不僅經(jīng)濟損失不可估量,而且后果往往不堪設(shè)想。因此,本文以齒輪的五齒模型為研究對象,對法面、端面雙圓弧齒輪不同螺旋角β時的齒根彎曲應(yīng)力進行了分析對比,并著重分析了準端面雙圓弧齒輪不同設(shè)定螺旋角β0取不同齒輪螺旋角β時的齒根彎曲應(yīng)力,以此為基礎(chǔ),研究分析了端面、法面雙圓弧齒輪疲勞壽命隨齒輪螺旋角β的變化規(guī)律以及準端面雙圓弧齒輪的疲勞壽命隨齒輪螺旋角β及設(shè)定螺旋角β0的變化趨勢。這對齒輪的適時維護和更換具有重要的意義。
【關(guān)鍵詞】：準端面雙圓弧齒輪 參數(shù)化建模 設(shè)定螺旋角β_0 齒輪螺旋角β 疲勞壽命
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH132.416
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 研究目的與意義12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容18-19
• 1.5 本章小結(jié)19-21
• 第二章 準端面雙圓弧齒輪的齒面方程及端面齒廓21-35
• 2.1 基準齒形簡介21-26
• 2.1.1 GBI2759-91型的基本齒形參數(shù)23-24
• 2.1.2 選擇主要齒形參數(shù)的原則24-26
• 2.2 基本齒條的齒面方程26-27
• 2.3 準端面雙圓弧齒輪齒面方程27-29
• 2.4 準端面雙圓弧齒輪的端面齒廓29-31
• 2.5 一對準端面雙圓弧齒輪正確嚙合的條件31-33
• 2.6 本章小結(jié)33-35
• 第三章 準端面雙圓弧齒輪的參數(shù)化建模35-45
• 3.1 參數(shù)化建模的相關(guān)概念35-36
• 3.2 Pro/ENGINEER軟件簡介36-37
• 3.3 準端面雙圓弧齒輪三維實體模型的建立37-41
• 3.3.1 創(chuàng)建齒輪輪槽外形37-40
• 3.3.2 齒輪圓柱主體的創(chuàng)建40-41
• 3.3.3 齒輪齒面的創(chuàng)建41
• 3.3.4 切齒41
• 3.4 準端面雙圓弧齒輪的參數(shù)化裝配41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第四章 準端面雙圓弧齒輪的接觸應(yīng)力分析45-59
• 4.1 有限元法的介紹45-46
• 4.2 ANSYS軟件介紹46
• 4.3 準端面雙圓弧齒輪的有限元分析前處理46-53
• 4.3.1 模型導(dǎo)入46-47
• 4.3.2 定義單元屬性47-48
• 4.3.3 定義材料屬性48
• 4.3.4 網(wǎng)格劃分48-49
• 4.3.5 接觸對的設(shè)置49-52
• 4.3.6 添加約束和載荷52-53
• 4.3.7 設(shè)置求解項53
• 4.4 應(yīng)力結(jié)果分析53-56
• 4.5 β_0及β對雙圓弧齒輪齒面接觸應(yīng)力影響的理論分析56-57
• 4.6 本章小結(jié)57-59
• 第五章 準端面雙圓弧齒輪的疲勞壽命分析59-69
• 5.1 疲勞的基本概念59
• 5.2 疲勞的分類59-60
• 5.3 疲勞分析方法與損傷理論60-63
• 5.3.1 疲勞分析方法60-61
• 5.3.2 疲勞累積損傷理論61-63
• 5.4 疲勞壽命分析63-66
• 5.4.1 雙圓弧齒輪的彎曲應(yīng)力分析63-64
• 5.4.2 雙圓弧齒輪的疲勞壽命分析64-66
• 5.5 本章總結(jié)66-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 本文總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75-77
• 攻讀碩士期間發(fā)表的文章77

【參考文獻】

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本文編號：549970