螺旋錐齒輪嚙合的靜動(dòng)態(tài)接觸應(yīng)力有限元數(shù)值分析.pdf

1、螺旋錐齒輪為一種局部點(diǎn)接觸的不完全共軛的齒輪副，幾何構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜，使用常規(guī)方法不能建立其準(zhǔn)確的幾何三維模型。螺旋錐齒輪嚙合問題同時(shí)包含幾何及邊界條件非線性問題，其齒輪副在傳動(dòng)中的連續(xù)嚙合為非線性動(dòng)力學(xué)問題。因此，建立精確的幾何三維模型，對(duì)齒輪模型進(jìn)行加載接觸嚙合仿真具有重要意義。 本文介紹了螺旋錐齒輪設(shè)計(jì)與理論研究現(xiàn)狀和動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀。比較了齒輪強(qiáng)度的主要分析研究方法，指出了有限元法的廣泛應(yīng)用前景。以弧齒錐齒輪為研究對(duì)象，根據(jù)弧

2、齒錐齒輪的切齒原理，基于齒輪嚙合理論和變換矩陣，按照齒輪實(shí)際加工切齒過程，由刀盤圓錐面方程詳細(xì)推導(dǎo)了齒輪的齒面方程，確定了求解邊界條件。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中的齒輪的SGM調(diào)整卡參數(shù)，在Matlab中求解齒面方程并采集了齒面的數(shù)據(jù)點(diǎn)，在Pro/E中讀取數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，建立了弧齒錐齒輪幾何三維模型，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)對(duì)比得出該方法建立的齒面精度高。 利用自主開發(fā)的加工仿真軟件，通過建模軟件和有限元分析工具ANSYS的接口，將弧齒錐齒輪三

3、齒幾何三維模型導(dǎo)入到ANSYS/LS-DYNA中，模擬齒輪加載接觸靜態(tài)嚙合工況條件，在ANSYS/LS-DYNA中對(duì)齒輪進(jìn)行了靜態(tài)嚙合仿真，得到了弧齒錐齒輪加載接觸靜態(tài)嚙合時(shí)等效接觸應(yīng)力云圖和最大齒面接觸應(yīng)力的變化規(guī)律。 將弧齒錐齒輪副幾何三維模型導(dǎo)入到ANSYS/LS-DYNA中，模擬齒輪加載接觸動(dòng)態(tài)嚙合工況條件，確定了邊界條件，對(duì)模型施加載荷和約束，建立其三維有限元非線性接觸嚙合分析模型，對(duì)齒輪進(jìn)行加載接觸有限元數(shù)值分析(L