论文题目: 双圆弧弧齿锥齿轮的实体建模及其弯曲应力的有限元分析
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械制造及其自动化
作者: 盛云
导师: 武宝林
关键词: 双圆弧弧齿锥齿轮,齿根弯曲应力,三维实体建模,有限单元法
文献来源: 天津工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 理论和实验研究表明,作为一种新型弧齿锥齿轮传动方式,双圆弧弧齿锥齿轮传动具有承载能力高、使用寿命长、体积小、重量轻、传动效率高等特点,所以对它的应用和研究日益受到人们的重视。 本文首先基于格里森弧齿锥齿轮加工原理,结合其齿形特点,应用微分几何和齿轮啮合理论,进行了双圆弧弧齿锥齿轮的切齿啮合分析,得到了切齿啮合过程中的啮合方程、产形轮齿面方程以及双圆弧弧齿锥齿轮的齿面方程。 其次,在上述工作的基础上,根据简单双面法加工原理,进行刀盘安装参数计算,得到齿轮粗加工和精加工的刀位和刀位角参数。利用Unigraphics(简称UG)软件的表达式功能,选取双圆弧弧齿锥齿轮齿面的U线和V线,分别将U线方程和V线方程输入UG的表达式中,并利用表达式绘制出双圆弧弧齿锥齿轮齿面的U线和V线,形成齿面的线框模型,进而得到双圆弧弧齿锥齿轮的实际齿面。根据双圆弧弧齿锥齿轮副的几何尺寸的计算结果,再绘制出锥齿轮的齿坯,对齿面和齿坯进行布尔减运算得到锥齿轮的一个齿槽,并依次得到双圆弧弧齿锥齿轮的三维实体模型。 最后,选取已得到的锥齿轮的一个轮齿作为分析对象,通过UG和ANSYS之间的Parasolid接口工具包,将UG中得到的轮齿模型数据输入ANSYS有限元分析软件,根据文献[16]提出的载荷分布计算方法,对模型施加6组不同的面载荷,进行了双圆弧弧齿锥齿轮轮齿齿根弯曲应力的有限元分析。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 圆弧齿轮传动的发展
1.2 圆弧齿轮弯曲强度计算方法的进展
1.3 本课题的来源及论文的主要研究内容
1.3.1 课题来源及意义
1.3.2 本课题的主要研究内容
第二章 双圆弧弧齿锥齿轮齿面方程的推导
2.1 点啮合制齿轮传动
2.2 共轭齿面的形成
2.3 双圆弧弧齿锥齿轮的加工原理
2.4 双圆弧齿轮基本齿廓及其坐标表达
2.5 产形轮齿面方程及其切齿啮合方程
2.5.1 坐标系的选择
2.5.2 产形轮的齿面方程
2.5.3 瞬时接触线方程
2.6 双圆弧弧齿锥齿轮的齿面方程
第三章 双圆弧弧齿锥齿轮的实体建模
3.1 计算机辅助几何建模技术简介
3.1.1 几何建模技术
3.1.2 三维实体造型系统的表示方法
3.1.3 UG的自由形状特征模块及曲面构造的一般方法
3.2 双圆弧弧齿锥齿轮传动的设计计算
3.2.1 双圆弧齿轮的基本齿廓
3.2.2 双圆弧弧齿锥齿轮几何参数计算
3.2.3 双圆弧弧齿锥齿轮的刀盘安装参数
3.3 双圆弧弧齿锥齿轮齿面参数曲线的确定
3.4 切削刀具的基本齿廓的形成
3.5 双圆弧弧齿锥齿轮产形轮齿面的绘制
3.6 绘制双圆弧弧齿锥齿轮的齿面(小齿轮粗加工后齿面)
3.7 精加工后小齿轮的齿面
3.8 双圆弧弧齿锥齿轮齿坯的形成
3.9 等高齿双圆弧弧齿锥齿轮轮齿
3.10 双圆弧弧齿锥齿轮轮齿瞬时接触线的绘制
第四章 双圆弧弧齿锥齿轮齿根弯曲应力的有限元分析
4.1 双圆弧弧齿锥齿轮轮齿有限元模型的建立
4.1.1 ANSYS简介
4.1.2 边界条件的确定
4.1.3 单元选取与网格划分
4.2 施加载荷
4.2.1 对模型施加DOF约束
4.2.2 载荷分析
4.2.3 载荷的计算
4.2.4 施加载荷
4.3 求解与计算结果的后处理
4.3.1 不同工况下齿根应力的分布
4.3.2 齿根应力沿齿长方向的分布
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 后续工作设想
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文和参加科研情况
致谢
发布时间: 2005-07-14
参考文献
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