基于接觸有限元分析的漸開線齒輪齒廓修形的研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電作為環(huán)保、經(jīng)濟(jì)型能源具有廣泛應(yīng)用前景。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)向大功率、高性能方向不斷發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備設(shè)計(jì)與制造技術(shù)研究具有重要意義。本文以大重減速機(jī)廠引進(jìn)的兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電增速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，基于漸開線齒輪嚙合原理、輪齒接觸分析及振動(dòng)沖擊理論，應(yīng)用有限元計(jì)算方法，通過(guò)對(duì)風(fēng)力發(fā)電增速器齒輪傳動(dòng)進(jìn)行了接觸仿真研究，實(shí)現(xiàn)漸開線齒輪齒廓修形設(shè)計(jì)。 首先，依據(jù)齒輪傳動(dòng)彈性嚙合理論，在研究漸開線齒輪嚙合傳動(dòng)特性及齒廓修形原理的基

2、礎(chǔ)上，提出了一種基于輪齒接觸仿真實(shí)現(xiàn)漸開線齒輪齒廓修形設(shè)計(jì)的方法。 其次，在ANSYS中通過(guò)APDL編程建立斜齒輪三維參數(shù)化有限元模型，參數(shù)化建模可以方便的對(duì)齒輪模型進(jìn)行控制和分割，達(dá)到六面體網(wǎng)格劃分的目的，并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格密度的參數(shù)化控制。 然后，依據(jù)斜齒輪傳動(dòng)原理，建立齒輪接觸分析有限元模型。本文以ANSYS有限元軟件為基礎(chǔ)，使用VB語(yǔ)言開發(fā)一套完整的齒輪接觸有限元分析處理軟件。應(yīng)用該軟件可以生成嚙合過(guò)程中不同位置輪齒接觸

3、有限元模型，同時(shí)可以對(duì)模型進(jìn)行齒廓修形操作。并利用分級(jí)剖分法(HR)，通過(guò)APDL編程實(shí)現(xiàn)接觸區(qū)域六面體網(wǎng)格的細(xì)化。 最后，依據(jù)齒輪共軛嚙合原理，分析理想彈性齒輪在載荷作用下輪齒變形規(guī)律，結(jié)合接觸仿真結(jié)果，確定最佳齒廓修形量。并對(duì)直線修形和拋物線修形的修形效果進(jìn)行分析比較，結(jié)果表明，拋物線修形有效的改善了輪齒接觸區(qū)域的載荷分布，消除了應(yīng)力集中現(xiàn)象，降低了由基節(jié)誤差引起的輪齒干涉和沖擊，證明本文采用的齒輪齒廓修形方案是可行的。