基于ga的双圆弧齿轮啮合特性与应力的有限元分析

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1、硕士学位论文图4．15弯曲应力在第二段的应力云图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯55图4．16弯曲应力在第二段的齿轮变形云图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯56图4．17圆弧齿轮接触模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6l图4．18接触模型的网格划分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯61图4．19施加载荷的有限元模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62图4—20接触分析的位移等值线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62图4—21透视图显示位移等值线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯63图4—22接触分析的应力

2、等值线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯63图4—23透视图显示应力值图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯64图4—24接触分析的接触状态等值线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯64V基于GA的双圆弧齿轮的啮合特性及席力的有限元分析附表索引表2—1△6≤px—gr_时啮合表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20表2—2(pz—g黝)≤△6≤g纠时啮合表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21表2—3△6≥g7’一时啮合表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22表2—4合理齿宽的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2

3、3表3—1优化结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯40Vl兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：堑J1坞毽日期：矿g年朔罗日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定

4、，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：熟毗日期：D髟年厂月多日导师签名：日．肌懈n7日硕士学位论文第一章概述1．1引言传动机械是机器的重要组成部分，用于将原动机的运动和动力传递给工作机，并改变原动机运动的速度和

5、形式、力或力矩的大小与方向，使之适应工作机的需要。任何机器都必须包括传动机械，很多机器的工作性能、使用寿命、能源消耗、振动噪声，在很大程度上取决于传动机械的质量。传动机械包括机械传动、流体传动和电传动．在这些传动中，机械传动的优点是恒功率输出，效率高而节约能源，相对而言，其成本也较低。故在多数机械中它仍然是主要的传动形式，而难于被其它传动所代替。因此，国内外学术界和生产厂家对机械传动的研究与开发均倾以很大的关注。目前，几乎每年都有国际学术会议对这方面的研究成果进行交流和讨论⋯【21。齿轮传动是现代各类机械传

6、动中应用最广的一种基本传动形式，齿轮传动是靠主动轮的齿轮依次推压从动轮的齿轮以实现传递动力和运动。齿轮传动可以传递任意配备的平行轴，相关轴以及相错轴之间的回转运动。因此，齿轮传动技术成为机械工程技术的重要组成部分，在一定程度上标志着机械工程技术的水平。由于齿轮传动在机械行业甚至是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发展密切相关。在古代的齿轮传动中，由于齿轮传动的速度低，功率小，齿轮能相互传动就已近满足要求，所以齿廓曲线采用最简单的直线。随着生产的发展，齿轮齿廓

7、的选择就显得十分重要。1765年，欧拉提出了以渐开线作为齿轮齿廓曲线，就是所谓的渐开线齿轮。经过200多年的实践，渐开线齿轮由于在制造和安装上的优越性，获得了广泛的应用和发展。如今它仍是最主要的齿轮传动方式。但渐开线齿轮传动也存在着下述缺点⋯【2】【3】：1)在节点处啮合时，两齿面之间的相对运动是纯滚动。但啮合点离节点越远，则两啮合面之间的滑动速度也越大。这种滑动，对于齿面的磨损、发热、传动平稳性和效率以及使用寿命都很不利。2)渐开线外啮合齿轮传动就是凸齿对凸齿的传动。从接触强度来看，由于相对曲率半径较小，

8、承载能力受到限制。随着生产和科学技术的发展，对高速、重载、大功率的齿轮传动装置，提出了更高的要求。为了提高齿轮的承载能力和传动质量，可以从材料、热处理和加工工艺上进行研究，也可以改变啮合齿制，采用新齿基于GA的双圆弧齿轮的啮合特性及应力的有限元分析形。圆弧齿轮即是针对渐开线齿轮的缺点而提出的一种点啮合制齿轮传动，它将渐开线齿轮的凸面与凸面相接触，改变成齿廓为圆弧，使凸圆弧齿廓与凹圆弧齿廓相啮合，增大了当量曲率半径