對數(shù)螺旋錐齒輪嚙合仿真及強(qiáng)度計(jì)算研究.pdf

1、齒輪傳動作為一種傳統(tǒng)的傳遞運(yùn)動和動力的形式，在現(xiàn)代工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。齒輪的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)不斷向前發(fā)展。對數(shù)螺旋錐齒輪作為一種新型螺旋錐齒輪應(yīng)運(yùn)而生，有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)—沿齒向線上各點(diǎn)的螺旋角處處相等，該種新型齒輪傳動可以有效地解決由于螺旋角不相等所帶來的諸如傳動不平穩(wěn)、動力傳遞效率低等問題，為此有必要對該種新型齒輪在設(shè)計(jì)和嚙合傳動特性等方面做深入地研究。
　　根據(jù)對數(shù)螺旋錐齒輪的幾何特性，提出了一種新的建模方法，成功地構(gòu)建了對數(shù)螺旋錐

2、齒輪的嚙合模型；在此基礎(chǔ)上運(yùn)用有限元 ANSYS/LS-DYNA軟件對該齒輪副模型進(jìn)行三維實(shí)體嚙合仿真分析，進(jìn)一步研究新型齒輪副在連續(xù)嚙合過程中的受載接觸性能以及齒面接觸應(yīng)力和齒根應(yīng)力的數(shù)值大小和云圖分布情況；根據(jù)數(shù)值模擬的運(yùn)算結(jié)果，對該齒輪進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算研究，推導(dǎo)齒面接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力公式。
　　本文的研究工作主要有以下幾方面：
　　1、根據(jù)對數(shù)螺旋錐齒輪的嚙合原理和設(shè)計(jì)理論部分建立的圓錐對數(shù)螺旋線方程，應(yīng)用三維軟件 P

3、ro/E創(chuàng)建對數(shù)螺旋錐齒輪的三維嚙合模型。提出了一種新的建模方法，包括三個創(chuàng)新點(diǎn)：利用夾角為360。/2Z的兩條圓錐對數(shù)螺旋線來確定齒廓曲線的空間位置，使?jié)u開線得以精確定位；將盤繞在節(jié)錐曲面上的圓錐對數(shù)螺旋線作為掃引軌跡線，保證齒形的準(zhǔn)確性；掃描混合截面建立在掃引線的法面內(nèi)，使輪齒各點(diǎn)法面內(nèi)的齒形均是標(biāo)準(zhǔn)齒形。
　　2、在此基礎(chǔ)上運(yùn)用有限元ANSYS/LS-DYNA軟件對該齒輪副模型進(jìn)行三維實(shí)體嚙合仿真分析，進(jìn)一步研究新型齒輪副在

4、連續(xù)嚙合過程中的受載接觸性能以及齒面接觸應(yīng)力和齒根應(yīng)力的數(shù)值大小、應(yīng)力云圖分布以及變化規(guī)律，聯(lián)系工程實(shí)際進(jìn)行了深入研究，驗(yàn)證了該齒輪模型建立的正確性，從而可以快速地對設(shè)計(jì)做出評估和及早對設(shè)計(jì)進(jìn)行更改，也可為齒輪的強(qiáng)度校核和工程實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。
　　3、根據(jù)數(shù)值模擬的運(yùn)算結(jié)果，進(jìn)行齒輪強(qiáng)度計(jì)算研究。應(yīng)用MATLAB軟件，根據(jù)曲線擬合理論，編輯程序，研究應(yīng)力與施加的工況條件及齒輪的基本參量之間的關(guān)系，推導(dǎo)出齒面接觸應(yīng)力和齒根彎曲