漸開線直齒圓錐齒輪參數(shù)化建模及有限元強度分析.pdf

1、漸開線直齒圓錐齒輪傳動用于傳遞空間兩相交軸之間的運動和動力，便于制造、傳動平穩(wěn)、承受載荷大，廣泛應(yīng)用于船舶、汽車、機床等生產(chǎn)或生活設(shè)備中。但在實際工作過程中，由于沖擊、制造及安裝誤差等因素的影響，齒輪在周期性載荷的作用下會發(fā)生失效，主要是輪齒的破壞失效。研究齒輪副嚙合過程中變形和應(yīng)力情況，對提高齒輪承載能力，延長其使用壽命具有重要意義。
　　本文根據(jù)齒輪齒廓曲面形成原理，推導得到球面漸開線方程，編寫APDL命令流繪制空間漸開線曲線

2、。APDL是ANSYS的提供內(nèi)部編程語言。本文通過編寫APDL命令流實現(xiàn)齒輪參數(shù)變量的定義和計算，使用點、線、面、體相關(guān)命令快速建立齒輪實體模型;編寫APDL命令流實現(xiàn)有限元網(wǎng)格模型建立、約束和加載、求解等。
　　對齒輪運動過程進行瞬態(tài)動力學和靜接觸仿真分析，得到漸開線直齒圓錐齒輪副嚙合傳動的動態(tài)性能和靜態(tài)性能。瞬態(tài)分析，可以觀察整個運動過程中齒輪受力或變形隨著時間的變化情況。找到一個周期內(nèi)出現(xiàn)最大應(yīng)力的時間，確定齒輪副嚙合的最劣

3、嚙合位置。靜力學的分析主要是完成最劣位置的應(yīng)力和應(yīng)變分析，觀察輪齒所受應(yīng)力大小及分布情況，并采用應(yīng)力云圖或切片顯示。
　　把有限元分析計算得到的輪齒齒面接觸應(yīng)力值和齒根彎曲應(yīng)力值與傳統(tǒng)方法進行了對比，驗證了有限元分析結(jié)果的正確性。
　　本文還開發(fā)了基于Visual C++2010的漸開線直齒圓錐齒輪參數(shù)化建模與分析系統(tǒng)軟件，軟件界面通過宏文件與ANSYS進行交互。用戶可以輸入任意結(jié)構(gòu)參數(shù)和工況條件下的齒輪分析參數(shù)，快速建立齒