齒輪剛度計算及其有限元分析.pdf

1、齒輪傳動作為機械傳動最常用的形式之一，在機械、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用。隨著機械科學和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，對機械傳動系統(tǒng)的運行精度和質(zhì)量提出了新的更高的要求，齒輪剛度計算及其動態(tài)特性研究倍受國內(nèi)外學者們的高度關(guān)注。 本文在對國內(nèi)外有關(guān)齒輪剛度研究進展進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算與分析研究，并利用有限元法對直齒錐齒輪的剛度進行了深入分析，

2、提出了一種適用于小齒數(shù)、小直徑直齒錐齒輪剛度計算的等效轉(zhuǎn)換方法，進一步豐富和發(fā)展了齒輪剛度的計算理論，其主要研究工作進展及其創(chuàng)新點為： 1．針對直齒圓柱齒輪剛度理論計算時采用的當量齒形，本研究采用一種更接近理論齒形的當量齒形，推導出一種新的直齒圓柱齒形剛度計算公式，通過對新的齒輪剛度計算公式與石川公式計算結(jié)果的比較，給出了石川公式計算的偏差。 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算結(jié)果證實了本研究結(jié)論的正確性。 3．運用ANsYS軟件對直齒錐齒輪的剛度進行有限元分析，同時將其有限元計算值與其理論計算值進行比較，結(jié)果表明：用新的齒輪剛度計算公式計算的剛度值比用石川公式計算的剛度值有明顯的提高，且新的齒輪剛度計算公式的計算值更接近趨向于有限元計算值；而新的齒輪剛度計算公式的計

4、算值與有限元計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基金項目《錐齒輪局部互換性研究》的內(nèi)容之一。有關(guān)齒輪剛度計算和運用ANSYs軟件研究直齒錐齒輪剛度的工