基于ANSYS的齿轮接触应力与啮合刚度研究

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1、硕士学位论文基于ANSYS的齿轮接触应力与啮合刚度研究ResearchofContactStressandMeshingStiffnessofGearBasedonANSYS学号：21004155完成日期：2013年5月大连理工大学DalianUniversityofTechnology+国家自然科学基金资助项目No．51075051大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果

2、。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：基±幽!笪叁丝丝垡劬生亟金鱼：瞧砬霆作者签名：盔猹酶日期：塑!垒年—』月jL日大连理工大学硕士学位论文摘要齿轮接触强度是齿轮强度设计的主要准则之一。齿轮单、双齿交替啮合时，由轮齿弹性变形引起的刚度激励使齿轮产生振动和噪声。齿形误差改变理想齿廓形状，影响齿轮的接触强度与啮合刚度。本文基于有限元方法研究齿形误差对齿轮接触应力的影响和齿形误差、齿轮所受载荷、齿轮齿数模数等因素对齿轮啮合刚度的影响。本文主要研究内容如下：第一，精确的建立理想齿廓齿轮和误差

3、齿廓齿轮有限元模型。首先，通过ANSYS的APDL语言，基于理想齿廓方程，建立了理想齿廓齿轮实体模型。然后，对齿轮实体模型进行初步有限元网格划分，进而基于删除接触区单元节点．重建接触区实体．等比细分实体的方法细化齿轮接触区部分，得到了精细化的理想齿廓齿轮有限元模型。最后，基于精确移动理想齿廓齿轮有限元模型接触区节点的方法精确的建立包含齿形误差的误差齿廓齿轮有限元模型。第二，研究齿形误差对齿轮接触应力的影响。得到了啮合周期内理想齿廓齿轮和误差齿廓齿轮的最大接触应力随啮合位置的变化曲线。结果表明，理想齿廓齿轮接触应力分布随单双齿交替啮合状态呈现一定的规律性。齿形误差改变了齿轮接触

4、应力的分布规律。第三，研究齿形误差、齿轮齿数、模数、齿轮所受载荷等因素对齿轮啮合刚度的影响。首先，建立啮合周期内多个啮合位置的理想齿廓齿轮和误差齿廓齿轮有限元模型并求解两种齿轮模型的啮合刚度，得到了啮合周期内有、无齿形误差的两齿轮啮合刚度变化曲线，证明了齿形误差改变了齿轮啮合刚度值。其次，得到了误差随齿轮齿数模数的变化规律。结果表明齿轮模数不能改变齿轮啮合刚度值；增加主动轮齿数可使啮合刚度降低。最后，得到了啮合刚度随载荷变化曲线。结果表明载荷对误差齿廓齿轮啮合刚度的影响大于误差对理想齿廓齿轮啮合刚度影响。关键词：齿形误差；齿轮建模；最大接触应力；啮合刚度基于ANSYS的齿轮接

5、触应力与啮合刚度研究ResearchofContactStressandMeshingStiffnessofGearwithProfileErrorAbstractGearcontactstrengthisoneofthemaincriterionsofgearstrengthdesign．Thegearstiffnessexcitationcausedbygearelasticdeformationgeneratesvibrationandnoise，whenoddandeventeethalternatingmeshing．Toothprofileerrorhaseffe

6、ctsonthegearcontactstrengthandmeshingstiffnessbychangingthetoothprofileshape．Thispaperfocusedontheimpactofthetoothprofileerroronmaximumcontactstressandthetoothprofileerror，gear’Sload，gear’Smodulusandnumberofteethongearmeshingstiffnessbasedonfiniteelementmethod．Themaincontentsofthisthesiswer

7、easfollowing：First，themeshinggearfiniteelementmodelingwithidealtoothprofileandwithtoothprofileerrorwasbuiltaccurately．Inthefirstplace，theentitymodelingofgearidealtoothprofilewasbuiltbasedonANSYS’APDLandtheidealtoothprofileequation．Second，aftertheentitymo