直齒圓柱齒輪齒根應力計算與動態(tài)測試.pdf

1、齒輪彎曲強度分析是齒輪高轉速、高強度、長壽命、低噪聲和高可靠性等研究的基礎。因此，齒輪靜動態(tài)嚙合特性的研究對提高齒輪承載能力和動力學性能具有一定的理論價值。本文主要研究的內容如下：
　　(1)輪齒幾何建模。根據齒輪嚙合原理和展成加工法推導出較精確齒形曲線。通過MATLAB進行齒形離散，利用APDL將純文本形式的齒廓曲線數據導入ANSYS，實現齒輪參數化有限元建模。
　　(2)齒根應力計算。根據Hertz接觸理論和齒輪嚙合原理

2、，把齒面載荷等效為線均布荷載和Hertz面均布荷載進行靜力等效分析和不同點嚙合的靜態(tài)接觸分析，得出齒根彎曲應力的變化規(guī)律?；贏NSYS/LS-DYNA進行動態(tài)接觸分析，計算嚙合過程中齒輪動態(tài)接觸力、動態(tài)接觸應力和齒根彎曲應力，結果表明，齒輪在嚙入瞬間會有強烈的沖擊，接觸力和齒根彎曲應力急劇波動，齒輪動態(tài)接觸力與轉速成正比。
　　(3)齒根動應力測試。基于齒輪綜合性能測試試驗臺和LabVIEW集成系統(tǒng)，運用無線數據采集技術實時采集

3、試驗數據，得到轉速、轉矩及齒根動態(tài)應變等重要數據。研究表明，試驗所測得的結果與理論齒輪嚙合的齒根彎曲應變的變化趨勢大致相似；在低載情況下，嚙入和嚙出沖擊起主導作用。
　　綜合仿真與試驗結果表明，試驗測得齒根彎曲應力的數值與靜力等效分析、靜態(tài)接觸分析、經典解析解大致相同；動態(tài)接觸分析的齒根應力的變化趨勢與試驗結果也大致相同。上述研究表明，試驗和仿真分析的方法和結果是準確的，具有科學、實用的特點，為齒輪彎曲強度進一步的研究提供一些參考