雙圓弧圓柱齒輪傳動(dòng)接觸分析研究.pdf

1、雙圓弧圓柱齒輪具有接觸承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)、加工方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在礦山、冶金等重載領(lǐng)域。雙圓弧圓柱齒輪傳動(dòng)過(guò)程中嚙合特性非常復(fù)雜，輪齒接觸狀態(tài)對(duì)齒輪嚙合和動(dòng)力學(xué)性能影響很大，所以對(duì)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(shí)用價(jià)值。
　　本文以GB/T12759-1991型雙圓弧圓柱為研究對(duì)象，研究雙圓弧圓柱齒輪嚙合傳動(dòng)的接觸特性。以圓弧齒輪嚙合原理、微分幾何學(xué)、彈性力學(xué)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合雙圓弧圓柱齒輪幾

2、何特點(diǎn)和嚙合特性，并利用Pro/E、ANSYS、MATLAB、ADAMS進(jìn)行分析計(jì)算與仿真。從齒輪傳動(dòng)靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)逐步進(jìn)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(jì)算了嚙合剛度、接觸應(yīng)力。在Pro/E中根據(jù)齒面方程，編寫(xiě)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(dòng)中沿一條接觸線(xiàn)上的接觸變形規(guī)律，分析凹凸齒廓半徑差對(duì)接觸應(yīng)力的影響，得出理論接觸應(yīng)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(diǎn)施加相同載荷，研究接觸應(yīng)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(jìn)一步增大時(shí)，接觸區(qū)擴(kuò)大成近似鯨魚(yú)形。
　　(3)基于多體動(dòng)力學(xué)理論，利用ADAMS軟件建立雙圓弧圓柱齒輪嚙合傳動(dòng)接觸虛擬樣機(jī)模型，分析雙圓弧圓柱齒輪傳動(dòng)過(guò)程中的接觸狀

4、態(tài)，得到嚙合力隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)、頻譜曲線(xiàn)等?；贚S-DYNA顯式動(dòng)力程序建立了剛?cè)峤M合雙圓弧圓柱齒輪動(dòng)態(tài)接觸分析的計(jì)算模型，模擬齒輪實(shí)際嚙合情況，列出了不同嚙合時(shí)刻下的應(yīng)力云圖，并與靜力學(xué)分析作對(duì)比，得到雙圓弧圓柱齒輪嚙合傳動(dòng)規(guī)律特性，仿真結(jié)果直觀清楚。
　　(4)基于應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)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(yīng)力水平下的壽命。該文接觸疲勞結(jié)果可以為齒輪強(qiáng)度及延長(zhǎng)齒輪疲勞壽命