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齿轮传动动载荷沿啮合线分布规律的研究

作　者: 卫丽
导　师: 亓秀梅；高创宽
学　校: 太原理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 时变刚度基节误差齿形误差有限元模型载荷分布
分类号: TH132.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 316次
引　用: 4次
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内容摘要

在现行齿轮传动设计中，一般采用动载系数反映齿轮传动过程的动载效应，而在确定动载系数时，往往基于轮齿啮合刚度的平均值而忽略了时变刚度对轮齿载荷的影响，这与齿轮传动的实际状况出入较大。因为齿轮在传动过程中，由于单、双齿啮合的交替变化，轮齿啮合刚度会发生突变，此外，就现在的齿轮加工工艺而言，不可避免地存在着轮齿制造误差。所有这些均会引起齿面载荷的瞬态变化。因此，在考虑轮齿时变刚度和制造误差的基础上，探讨齿轮传动动载荷沿啮合线的变化是完全必要的。本文从啮合刚度入手，采用Weber变形计算公式计算轮齿的变形，进而求得轮齿在任意啮合时刻的综合啮合刚度。在此基础上，将齿轮基节误差和齿形误差计入，应用ISO标准中所推荐的动载荷计算公式进行理论计算，从而求得了齿轮传动动载荷在一个啮合周期内的变化曲线。所得结果表明：由于轮齿啮合刚度的周期性变化，齿轮传动动载荷也随之呈周期性的变化。在节点附近，随着轮齿啮合刚度的变小，齿轮传动动载荷增大；相反，在啮合线上的其它位置，由于轮齿啮合刚度的变大，齿轮传动动载荷相应减小。接着，本文利用ANSYS分析软件建立了齿轮传动的有限元模型，通过动态模拟，得出了齿轮传动动载荷随时间的变

全文目录

第一章绪论  9-17
  1.1 前人工作综述  9-14
    1.1.1 齿轮传动动载冲击理论的研究  9-11
    1.1.2 齿轮传动动载振动理论的研究  11-13
    1.1.3 轮齿变形的研究及发展概况  13
    1.1.4 齿轮传动动载荷的研究现状  13-14
  1.2 有限元分析法在齿轮传动研究中的应用动态  14-15
  1.3 本文研究的主要内容、目的及意义  15-17
    1.3.1 本文主要研究内容  15-16
    1.3.2 本文研究的目的及意义  16-17
第二章齿轮传动啮合刚度的计算  17-25
  2.1 轮齿的变形  17-21
  2.2 轮齿啮合刚度的计算  21-25
第三章考虑时变啮合刚度和制造误差后的齿轮传动动载荷的分析计算  25-39
  3.1 基于振动理论的分析模型  25-31
    3.1.1 齿轮传动系统的动态啮合模型  25-27
    3.1.2 动力学方程  27-31
  3.2 轮齿的基节误差  31-32
  3.3 轮齿的齿形误差  32
  3.4 齿轮传动动载荷计算的理论基础  32-35
    3.4.1 频率比N的计算  32-33
    3.4.2 齿轮动载荷的计算  33-35
  3.5 动载荷的确定及实例分析  35-39
第四章齿轮传动动载荷的有限元分析  39-58
  4.1 有限元法的基本原理、发展及其应用现状  39-41
  4.2 有限元法在ANSYS中的实现  41-43
  4.3 基于ANSYS的接触问题分析  43-44
  4.4 基于ANSYS的齿轮传动几何建模与有限元建模  44-47
    4.4.1 ANSYS建模过程概述  44-45
    4.4.2 齿轮传动有限元分析模型的建立  45-47
  4.5 基于ANSYS工作坐标系的渐开线齿轮传动建模  47-54
    4.5.1 齿廓渐开线实用坐标方程的建立  47-50
    4.5.2 ANSYS下渐开线圆柱齿轮传动模型的建立  50-54
  4.6 齿轮传动二维有限元模型的建立  54-55
    4.6.1 二维啮合模型的建立  54
    4.6.2 模型网格划分  54-55
    4.6.3 约束条件的处理及载荷的施加  55
  4.7 实例计算及求解结果分析  55-58
第五章结论与展望  58-59
参考文献  59-62
致谢  62-63
攻读学位期间发表的学术论文目录  63

齿轮传动动载荷沿啮合线分布规律的研究

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