基于ansys的双圆弧齿轮静态接触有限元分析论文

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1、基于ANSYS的双圆弧齿轮静态接触有限元分析论文目录1概述111前言112研究的背景内容及意义1com究的课题背景114圆弧齿轮的使用与发展概况315国外圆弧齿轮研究与应用概况416国内圆弧齿轮的研究与应用5com况52端面圆弧齿轮二维图的绘制方法73基于ANSYS的双圆弧齿轮静态接触有限元分析1131有限元介绍1132ANSYS介绍1133ANSYS软件提供的分析类型1234ANSYS接触分析模块简介13com接触分类13comYS接触能力13com触分析15com析的步骤1635双圆弧齿轮三维实体模型的建立16com元类型和材料属性1636二维模型的建立18c

2、om齿廓图进行网格划分1837三维模型网格划分2138接触分析的加载2739圆弧齿轮接触强度计算304结论32参考文献33致谢35外文翻译361概述11前言齿轮传动是现代各类机械传动装置屮应用最广的一种基本传动形式它是靠主动轮的轮齿依次推动从动轮的轮齿来传递运动和动力的可以传递任意配备的平行轴相交轴及相错轴之间的回转运动因此齿轮传动技术成为机械工业的重要组成部分在一定程度上标志着一个国家机械工业的水平由于齿轮传动在机械行业乃至整个国民经济中的地位和作用齿轮传动被公认为工业和工业化的象征齿轮传动的发展和生产的发展密切相关在古代的齿轮传动中由于齿轮传动的转速低功率小齿

3、廓曲线采用最简单的直线随着生产的发展轮齿齿廓的选择就显得十分重要1765年欧拉LeoneirdoEuler提出以渐开线作为轮齿齿廓曲线这就是所谓的渐开线齿轮渐开线齿轮由于中心距的可分性及制造测量方便等许多优点得到广泛应用但也存在着如下缺点1由于啮合面之间滑动速度的不一致造成齿面的磨损发热传动不平稳性和效率低下以及使用寿命的缩短等2渐开线齿轮是凸齿对凸齿的啮合传动其相对曲率半径小致使接触强度低承载能力受到限制为了提高齿轮传动的承载能力和平稳性以适应生产发展的要求科学工作者们做岀了巨大的努力他们将渐开线齿轮凸面与凸面相接触改变成凹形齿廓与凸形齿廓之间的啮合从而增大了相

4、对曲率半径提高了接触强度这种新型点啮合制的齿轮传动被称Z为圆弧齿轮传动12研究的背景内容及意义com究的课题背景圆弧齿轮具有承载能力高跑合性能好寿命长等优点在农业运输机械石油化工矿山汽轮机航空直升机等领域得到广泛应用并在生产中发挥了巨大的作用目前工业界使用的以及学术界研究的是单圆弧或双圆弧齿轮即齿廓曲线由单个或两个圆弧组成单圆弧齿轮单个齿在一个轴向齿距内同时最多只有一个啮合点双圆弧齿轮较单圆弧齿廓齿轮传动相比多了一个啮合点承载能力也提高了近一倍com究的意义齿轮机构作为传递运动和动力的装置在民用和国防工业中有着举足轻重的作用特别是重量轻体积小传递功率大躁声低可靠性

5、高寿命长的齿轮传动对提升我国军用飞行器之档次意义重大美国国家航空航天局NASANationalAeronauticsandSpaceAdministration与美国陆军USArmy的联合研究机构LewisResearchCenter长期资助齿轮方面的研究一位名叫FaydorLLitvin的专搞齿轮的教授UniversityofIllinoisatChicago因此而硕果累累他们的主要目的是为了提高和改善军用直升机驱动系统的性能以适应现代战争的需要这说明超级大国为了国防科技的领先十分重视齿轮的研究设计理论方法及加工手段一些发展屮国家的大学研究人员也在齿轮的研究和工

6、业应用方面投入了很大精力作岀了优秀的工作齿轮在装备制造业作为量大面广的基本传动元件其研究主要集中在发明新的齿轮传动方式发现新齿轮齿廓曲线发明新的或改进现有的齿轮加工方法改善己有齿轮齿廓的设计等其中提出新的齿轮齿廓曲线与啮合原理往往能使齿轮传动的综合性能产生质的变化双圆弧齿廓曲线齿轮传动的发明既是一例它在很多方面大大优于传统的渐开线齿轮传动已经在冶金化工煤炭造船航空等领域发挥了巨大作用双圆弧齿廓曲线齿轮传动的主要优点在于①相互啮合的两齿廓凹凸接触HERTZ应力很小②与单圆弧齿廓齿轮传动相比多了一个啮合点理论上齿轮承载能力提高一倍③抗点蚀抗胶合抗磨损能力强传动效率高1

7、3圆弧齿轮发展简史1922年Vickers-Bostock-Bramley研究了一种凸凹面相啮合的齿形称为VBB齿轮其齿廓曲线本质上是摆线凸齿为长幅外摆线凹齿为长幅内摆线试验表明这种齿形具有较高的承载能力它用于船上在一次远航中不幸发生断齿事故使这种齿形的应用受到影响1926年EruestW订dhaber提出了法面为圆弧齿形的斜齿轮并取得了专利USP1601750鉴于VBB齿轮的断齿事故这种齿形未被工业界采用1956年苏联人诺维柯夫Novikov完成了圆弧齿轮齿形的实用研究提出端面为圆弧的齿形方案但为了制造方便建议采用法面齿廓为圆弧并获得苏联专利USSRcoml31

8、956试验