学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

齿轮孔—轴承外圈接触及齿根应力分析与寿命估算

作 者: 滕云楠
导 师: 谢里阳
学 校: 东北大学
专 业: 机械设计与理论
关键词: 接触问题 有限元分析 减速器 寿命估算
分类号: TH132.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 211次
引 用: 1次
阅 读: 论文下载
 

内容摘要


在工程实际中,接触现象到处可见,物体间作用力的传递大多是通过接触实现的,机械运动的传递也离不开接触力的作用。特别是在机械传动领域,三维接触问题广泛存在。由接触问题而引发的零件失效一直是备受人们关注的问题,引起了国内外专家学者的普遍重视。某公司破碎设备上使用的KPBV150二级行星齿轮减速器运行两年后发生断裂,损坏发生在第二级行星传动,其中一个行星轮开裂。首先,由于存在材料缺陷及相对滑动,在行星轮内孔表面产生微裂纹,并在外载荷作用下扩展到行星轮齿根部位,导致行星轮体开裂。同时,还引起太阳轮、行星架、箱体等其它零部件的变形、断裂。继而,引发齿轮箱整体失效。本文主要是齿轮孔—轴承外圈接触及齿根应力分析与寿命估算。以KPBV150型大型行星齿轮减速器失效分析为工程背景,结合工程图纸,对二级行星齿轮减速器做结构分析、受力分析和相关计算。运用CAXA软件、Pro/E软件建立二维和三维几何模型,在大型分析软件ANSYS中,对失效零件做出了准确的强度分析,主要包括齿轮与轴承接触的接触应力分析以及齿轮的齿根弯曲应力分析。通过以上实际项目的工程计算和接触应力分析,本文对基于ANSYS软件的接触问题做了比较清晰的阐述,对行星齿轮设计安全系数进行评价,推导了破损材料的临界裂纹尺寸,对齿轮的疲劳裂纹扩展寿命进行了估算,为工程实际提出了指导性意见。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 工程背景及其意义  10-11
  1.2 接触问题有限元方法的发展及研究现状  11-13
  1.3 主要内容、特色及创新之处  13-16
    1.3.1 主要内容  13-14
    1.3.2 特色及创新之处  14-16
第2章 接触问题的理论基础  16-20
  2.1 接触问题  16-17
    2.1.1 接触问题分类  16-17
    2.1.2 接触问题基本方程  17
  2.2 经典HERTZ弹性接触理论  17-18
  2.3 弹性物体的非HERTZ接触问题  18
  2.4 本章小结  18-20
第3章 接触问题的有限元分析方法  20-42
  3.1 接触问题分析  20
  3.2 接触问题的有限元工具(ANSYS)介绍  20-22
    3.2.1 ANSYS的主要技术特点  20-21
    3.2.2 ANSYS的功能简介  21-22
  3.3 ANSYS接触问题有限元介绍  22-24
    3.3.1 ANSYS的接触能力  23
    3.3.2 ANSYS的接触单元  23-24
  3.4 ANSYS面面接触分析方法  24-41
  3.5 本章小结  41-42
第4章 KPBV150型大型行星齿轮减速器结构分析与计算  42-51
  4.1 工程背景及失效情况分析  42-43
  4.2 行星齿轮减速器传动比计算  43-47
  4.3 行星齿轮减速器转速计算  47-48
  4.4 第二级行星传动齿轮转矩计算  48-49
  4.5 第二级行星齿轮受力分析  49-50
  4.6 本章小结  50-51
第5章 齿轮孔—轴承外圈接触及齿根应力分析与寿命估算  51-71
  5.1 齿轮孔—轴承外圈接触应力分析  51-61
    5.1.1 几何建模  51-53
    5.1.2 齿轮孔—轴承外圈接触分析  53-61
  5.2 行星齿轮的弯曲应力分析  61-66
    5.2.1 几何建模  61-62
    5.2.2 有限元分析  62-66
  5.3 结果分析  66-67
    5.3.1 接触应力结果分析  66
    5.3.2 设计安全系数评价  66-67
  5.4 估算裂纹扩展寿命  67-70
    5.4.1 计算临界裂纹长度  67-68
    5.4.2 估算齿轮疲劳裂纹扩展寿命  68-70
  5.5 本章小结  70-71
第6章 结论和展望  71-73
  6.1 结论  71-72
  6.2 展望  72-73
参考文献  73-76
致谢  76

相似论文

  1. 混粉电火花成型机主机系统及工艺试验的研究,TG661
  2. 电火花加工中的电极损耗机理及控制研究,TG661
  3. 液力减速器制动性能及用于飞机拦阻的仿真研究,TH137.331
  4. 常温低温组合密封结构的有限元分析与优化设计,TH136
  5. 个性化人工膝关节设计及其生物力学特性研究,R318.1
  6. 电子产品质量监控测试设备设计,TN06
  7. 多针内固定治疗跟骨骨折的有限元分析,R687.3
  8. 机载雷达天线座快速设计系统的研究与开发,TN959.73
  9. 深水软管滚筒驱动装置结构及液压系统的研究,TE973
  10. 磁流变阻尼器的力学特性及其在火炮反后坐中的应用研究,TB535.1
  11. 某舰炮转弹机非线性结构动力学分析及优化设计,TJ391
  12. 钢管自动组对机设计与分析,U673.38
  13. 500MPa级细晶粒钢筋混凝土梁抗剪性能研究,TU375.1
  14. 大跨钢结构施工卸载过程力学分析,TU391
  15. CRH2-300型动车组M1车有限元分析及舒适性,U266
  16. 伸缩式沥青洒布系统的研制,U415.524
  17. 汽车主减速器垫片选装特性分析及仿真优化,U463.212
  18. 基于SolidWorks的板料成形仿真后置处理系统的开发,TP391.72
  19. 典型精冲凸模的失效分析及结构优化,TG385.2
  20. 2000KN热成形伺服压力机结构设计,TG385
  21. 功率框架铝丝键合失效与AOI检查,TG441

中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械零件及传动装置 > 机械传动机构 > 啮合传动 > 齿轮及齿轮传动
© 2012 www.xueweilunwen.com