雙圓弧齒輪齒廓參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)及有限元分析.pdf

1、齒輪傳動(dòng)被公認(rèn)為工業(yè)化的象征，而雙圓弧齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是漸開線齒輪傳動(dòng)無法比擬的：首先，圓弧齒輪為凸凹搭配，具有很小的誘導(dǎo)曲率，因此接觸強(qiáng)度高，承載能力大；其次，該齒輪初期為點(diǎn)接觸，故制造誤差和變形對(duì)接觸情況影響不大，經(jīng)跑合后逐漸變?yōu)榫€接觸，這種線接觸是在受載后經(jīng)跑合而形成的，它能適應(yīng)于受載的情況，具有優(yōu)良的潤(rùn)滑性能，提高了齒輪的使用壽命；第三，沒有根切問題，機(jī)構(gòu)的尺寸可以更小。雙圓弧齒輪的輪齒是一個(gè)空間螺旋體，形狀非常復(fù)雜，加上齒形設(shè)計(jì)

2、靈活，因而利用先進(jìn)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)雙圓弧齒輪的齒廓參數(shù)進(jìn)行形狀設(shè)計(jì)研究和有限元彎曲強(qiáng)度、接觸強(qiáng)度分析具有特別重要的意義。由于雙圓弧齒輪的齒廓參數(shù)是影響雙圓弧齒輪承載能力和動(dòng)態(tài)性能的重要因素，因此，本文利用拓?fù)鋬?yōu)化、有限元方法等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法就法面雙圓弧齒輪的齒廓參數(shù)對(duì)齒輪彎曲強(qiáng)度、接觸強(qiáng)度進(jìn)行了認(rèn)真深入的分析研究。 本文首先以標(biāo)準(zhǔn)齒輪(GB/T12759-1991)為基礎(chǔ)，選擇法面模數(shù)為4的一組齒廓參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到一

3、組優(yōu)化的法面齒廓參數(shù)，然后以優(yōu)化的齒廓參數(shù)為準(zhǔn)運(yùn)用Pro/E軟件強(qiáng)大的參數(shù)化建模功能創(chuàng)建了分階式法面雙圓弧齒輪的三維實(shí)體模型，建模過程中利用了Pro/E的參數(shù)化建模功能實(shí)現(xiàn)了該三維模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)，可以很方便地對(duì)不同齒廓參數(shù)的雙圓弧齒輪進(jìn)行有限元分析與計(jì)算，然后利用Pro/E強(qiáng)大的有限元分析模塊進(jìn)行載荷的施加和網(wǎng)格的劃分，生成有限元文件后導(dǎo)入到ANSYS軟件中進(jìn)行法面雙圓弧齒輪的彎曲應(yīng)力的有限元分析，并對(duì)接觸應(yīng)力的有限元分析方法進(jìn)行探索