雙圓弧圓柱齒輪傳動接觸分析研究.pdf

1、雙圓弧圓柱齒輪具有接觸承載能力強、傳動平穩(wěn)、加工方便等諸多優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛應用在礦山、冶金等重載領(lǐng)域。雙圓弧圓柱齒輪傳動過程中嚙合特性非常復雜，輪齒接觸狀態(tài)對齒輪嚙合和動力學性能影響很大，所以對雙圓弧圓柱齒輪嚙合關(guān)系及接觸性能研究既有理論意義又有重大的實用價值。
　　本文以GB/T12759-1991型雙圓弧圓柱為研究對象，研究雙圓弧圓柱齒輪嚙合傳動的接觸特性。以圓弧齒輪嚙合原理、微分幾何學、彈性力學為理論基礎(chǔ)，結(jié)合雙圓弧圓柱齒輪幾

2、何特點和嚙合特性，并利用Pro/E、ANSYS、MATLAB、ADAMS進行分析計算與仿真。從齒輪傳動靜力學、動力學逐步進行深入研究。
　　論文的主要工作有:
　　(1)理論分析雙圓弧圓柱齒輪跑合前的齒廓方程，介紹雙圓弧圓柱齒輪的嚙合特性，計算了嚙合剛度、接觸應力。在Pro/E中根據(jù)齒面方程，編寫建模程序，精確參數(shù)化建成雙圓弧圓柱齒輪的三維模型。
　　(2)在ANSYS/Workbench靜態(tài)分析模塊下，研究雙圓弧圓柱

3、齒輪傳動中沿一條接觸線上的接觸變形規(guī)律，分析凹凸齒廓半徑差對接觸應力的影響，得出理論接觸應力下的凹凸齒廓半徑差的取值范圍;不同螺旋角的情況下，在理論接觸點施加相同載荷，研究接觸應力云圖的變化規(guī)律，得出隨著螺旋角的增大，接觸區(qū)從近似橢圓形，逐漸向近似香蕉形變化，螺旋角進一步增大時，接觸區(qū)擴大成近似鯨魚形。
　　(3)基于多體動力學理論，利用ADAMS軟件建立雙圓弧圓柱齒輪嚙合傳動接觸虛擬樣機模型，分析雙圓弧圓柱齒輪傳動過程中的接觸狀

4、態(tài)，得到嚙合力隨時間變化的曲線、頻譜曲線等。基于LS-DYNA顯式動力程序建立了剛?cè)峤M合雙圓弧圓柱齒輪動態(tài)接觸分析的計算模型，模擬齒輪實際嚙合情況，列出了不同嚙合時刻下的應力云圖，并與靜力學分析作對比，得到雙圓弧圓柱齒輪嚙合傳動規(guī)律特性，仿真結(jié)果直觀清楚。
　　(4)基于應力場強法及疲勞分析理論，并結(jié)合有限元法，利用ANSYS疲勞分析模塊，得到了雙圓弧圓柱齒輪在不同應力水平下的壽命。該文接觸疲勞結(jié)果可以為齒輪強度及延長齒輪疲勞壽命