本文關(guān)鍵詞：圓柱密切齒輪輪齒應(yīng)力分析

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【摘要】：機(jī)械工業(yè)在不斷發(fā)展,齒輪傳動(dòng)在機(jī)械動(dòng)力傳輸中有廣泛應(yīng)用,可是漸開(kāi)線外嚙合齒輪由于是凸面-凸面接觸,所以接觸應(yīng)力在同等條件下比凸面-凹面接觸要大,也就是說(shuō)漸開(kāi)線外嚙合齒輪的接觸強(qiáng)度比較低。本文的重點(diǎn)就是根據(jù)密切切觸理論構(gòu)造一種輪齒齒廓,使其比漸開(kāi)線齒輪輪齒具有更好的抗彎強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度。計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)在近幾十年發(fā)展很快,依托于高度發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)的有限元法可以更加方便的應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中。有限元法設(shè)計(jì)周期短,精度高,費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)使其成為處理工程中復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)便有效的手段。以往的齒輪研究和分析是先有齒形,然后根據(jù)齒形對(duì)齒輪的各項(xiàng)性能進(jìn)行分析；本文根據(jù)密切切觸理論,先找出高性能齒輪需要滿足的條件,而后再反求滿足這些條件的齒廓方程,根據(jù)齒廓方程構(gòu)造媒介齒條,然后使用切觸理論構(gòu)造滿足高性能要求的齒輪。本文應(yīng)用Hertz接觸理論和密切切觸理論,推算出符合密切理論的媒介齒條,進(jìn)而通過(guò)切觸理論求出密切齒輪,并且對(duì)基于密切理論構(gòu)建起的齒輪進(jìn)行了有限元彎曲應(yīng)力分析和接觸應(yīng)力分析。本文應(yīng)用了材料力學(xué)、接觸力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)理論和有限元相結(jié)合的方法分析了密切接觸齒廓應(yīng)力狀況,并將其與漸開(kāi)線齒輪在同等受力條件下進(jìn)行了比較,用模擬值來(lái)對(duì)比驗(yàn)證理論值。研究結(jié)果表明密切切觸齒輪在輪齒接觸強(qiáng)度方面優(yōu)于普通漸開(kāi)線齒輪。用計(jì)算機(jī)精確構(gòu)造出的密切齒輪齒廓為進(jìn)一步應(yīng)用有計(jì)算機(jī)軟件對(duì)圓柱密切齒輪的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行分析、為設(shè)計(jì)制造密切齒輪夯實(shí)了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：密切齒輪 有限元法 機(jī)械應(yīng)力 彎曲應(yīng)力 接觸應(yīng)力
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 課題的背景、目的和意義9-10
• 1.1.1 課題的背景9-10
• 1.1.2 課題研究的目的和意義10
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究的發(fā)展情況10-11
• 1.4 主要應(yīng)用軟件介紹11-12
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容12-13
• 第2章 密切切觸理論的基本方程13-29
• 2.1 齒面曲線的3階近似13-14
• 2.2 齒面嚙合點(diǎn)鄰域間隙為4階無(wú)窮小條件的推導(dǎo)14-20
• 2.3 外嚙合齒面嚙合點(diǎn)鄰域間隙為4階無(wú)窮小的條件20-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第3章 密切媒介齒條的構(gòu)造方法29-39
• 3.1 多項(xiàng)式擬合法29-32
• 3.2 媒介齒條的構(gòu)造法2——漸縮線映射法32-33
• 3.3 用漸開(kāi)線擬合密切齒條齒廓曲線33-36
• 3.4 修改二階導(dǎo)數(shù)法構(gòu)造密切嚙合齒條36-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 赫茲理論及密切齒輪應(yīng)力計(jì)算39-51
• 4.1 赫茲接觸理論39-41
• 4.2 密切齒輪輪齒嚙合間隙分析41-42
• 4.3 切比雪夫多項(xiàng)式計(jì)算42-47
• 4.4 二階曲線接觸與四階曲線接觸的比較47-49
• 4.5 本章小結(jié)49-51
• 第5章 ANSYS有限元法51-65
• 5.1 接觸分析有限元法51-55
• 5.1.1 有限元法的基本原理51-52
• 5.1.2 接觸有限元法的分析方法52-55
• 5.2 ANSYS有限元軟件非線性接觸分析55-64
• 5.2.1 非線性分析55-59
• 5.2.2 ANSYS接觸分析59-64
• 5.3 本章小結(jié)64-65
• 第6章 密切齒輪輪齒構(gòu)造與應(yīng)力分析65-83
• 6.1 密切接觸齒廓的構(gòu)造65-69
• 6.2 密切輪齒彎曲應(yīng)力分析69-77
• 6.3 密切接觸齒輪的ANSYS非線性接觸分析77-81
• 6.4 本章小結(jié)81-83
• 第7章 結(jié)論和展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 致謝89

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