齒輪剛度計(jì)算及其有限元分析.pdf

1、齒輪傳動作為機(jī)械傳動最常用的形式之一，在機(jī)械、電子、紡織、冶金、采礦、汽車、航空、航天及船舶設(shè)備(裝置)制造中得到了廣泛應(yīng)用。隨著機(jī)械科學(xué)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，對機(jī)械傳動系統(tǒng)的運(yùn)行精度和質(zhì)量提出了新的更高的要求，齒輪剛度計(jì)算及其動態(tài)特性研究倍受國內(nèi)外學(xué)者們的高度關(guān)注。 本文在對國內(nèi)外有關(guān)齒輪剛度研究進(jìn)展進(jìn)行概述和分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)開展了直齒圓柱齒輪和直齒圓錐齒輪剛度計(jì)算與分析研究，并利用有限元法對直齒錐齒輪的剛度進(jìn)行了深入分析，

2、提出了一種適用于小齒數(shù)、小直徑直齒錐齒輪剛度計(jì)算的等效轉(zhuǎn)換方法，進(jìn)一步豐富和發(fā)展了齒輪剛度的計(jì)算理論，其主要研究工作進(jìn)展及其創(chuàng)新點(diǎn)為： 1．針對直齒圓柱齒輪剛度理論計(jì)算時采用的當(dāng)量齒形，本研究采用一種更接近理論齒形的當(dāng)量齒形，推導(dǎo)出一種新的直齒圓柱齒形剛度計(jì)算公式，通過對新的齒輪剛度計(jì)算公式與石川公式計(jì)算結(jié)果的比較，給出了石川公式計(jì)算的偏差。 2．通過對直齒圓柱齒輪剛度的系統(tǒng)分析，揭示出影響直齒圓柱齒輪剛度的主要因素及其

3、變化規(guī)律，通過對齒輪剛度計(jì)算結(jié)果的比較，發(fā)現(xiàn)了直齒圓柱齒輪剛度隨著齒數(shù)的增加而增加，而與齒輪的模數(shù)無關(guān)，并且通過新的直齒圓柱齒輪剛度計(jì)算結(jié)果證實(shí)了本研究結(jié)論的正確性。 3．運(yùn)用ANsYS軟件對直齒錐齒輪的剛度進(jìn)行有限元分析，同時將其有限元計(jì)算值與其理論計(jì)算值進(jìn)行比較，結(jié)果表明：用新的齒輪剛度計(jì)算公式計(jì)算的剛度值比用石川公式計(jì)算的剛度值有明顯的提高，且新的齒輪剛度計(jì)算公式的計(jì)算值更接近趨向于有限元計(jì)算值；而新的齒輪剛度計(jì)算公式的計(jì)

4、算值與有限元計(jì)算值基本上趨于一致，并且在分錐角較小時兩者之間誤差小，隨著分錐角增大兩者之間誤差會有所增大。 4．在分析了常用等效轉(zhuǎn)換方法的缺陷和直齒錐齒輪剛度的理論與數(shù)值計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出一種新的適用于小齒數(shù)、小直徑直齒錐齒輪剛度計(jì)算的等效轉(zhuǎn)換新方法，為系統(tǒng)全面研究和解析齒輪剛度提供了新的方法。 本研究是國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《錐齒輪局部互換性研究》的內(nèi)容之一。有關(guān)齒輪剛度計(jì)算和運(yùn)用ANSYs軟件研究直齒錐齒輪剛度的工