【正文】 5 一、 創(chuàng)建漸開線 ................................................................ 5 二、 創(chuàng)建出一個(gè)齒廓 ............................................................ 8 三、 創(chuàng)建齒根過渡曲線 .......................................................... 9 四、 計(jì)算齒寬并對 2D草圖進(jìn)行拉伸 ................................................ 9 五、 對輪齒進(jìn) 行陣列從而創(chuàng)建出完整的齒輪 ....................................... 11 第三章 齒輪靜態(tài)接觸應(yīng)力有限元計(jì)算 ..................................................... 14 第一節(jié) 齒輪傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 ............................................... 14 一、 失效形式 ................................................................. 14 二、 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 ................................................................. 16 第二節(jié) 靜力學(xué)分析基礎(chǔ) ............................................................. 16 一、 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析簡介 ....................................................... 16 二、 AWE靜力學(xué)分析基本過程 .................................................... 17 第三節(jié) 三維齒輪模型接觸應(yīng)力分析 ................................................... 17 一、 模型的簡化 ............................................................... 17 二、 導(dǎo)入模型到 ANSYS并添加材料信息 ............................................ 18 三、 網(wǎng)格劃分 ................................................................. 19 四、 設(shè)置邊界條件 ............................................................. 21 五、 分析 求解 ................................................................. 24 六、 求解并觀察結(jié)果 ........................................................... 26 第四節(jié) 分析結(jié)果概述 ............................................................... 27 一、 總變形云圖 ............................................................... 27 二、 應(yīng)力奇異 ................................................................. 27 三、 齒根圓角半徑大小對齒根處應(yīng)力的影響 ....................................... 28 第五章 結(jié)論與展望 ..................................................................... 38 第一節(jié) 結(jié)論 ....................................................................... 38 第二節(jié) 展望 ....................................................................... 38 致謝 ..................................................................................... 39 參考文獻(xiàn) ................................................................................. 39 8 第一章 緒論 引言 齒輪機(jī)構(gòu)是應(yīng)用較為廣泛的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒輪齒條傳動(dòng)作為齒輪傳動(dòng)的特殊機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)之間轉(zhuǎn)換，由于齒輪齒條傳動(dòng)是線接觸機(jī)構(gòu)，其接觸應(yīng)力的大小對于齒輪齒條的使用平穩(wěn) 性和使用壽命有著重要影響。 本文基于 CAD/CAE,對發(fā)動(dòng)機(jī)前段齒輪做了一下幾方面工作 : 1． 利用 Pro/e 軟件強(qiáng)大參數(shù)建模方法建立漸開線齒輪的三維實(shí)體模型。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 5 摘要 在汽車行業(yè)中，有限元法廣泛應(yīng)用于各大汽車總成，包括車架、車身、車橋、離合器、輪胎等零部件以及駕駛室噪聲分析，大大提高了汽車設(shè)計(jì)水平，大幅度提高了汽車的設(shè)計(jì)水平，減少了試驗(yàn)次 數(shù)，縮短了開發(fā)周期，正在成為設(shè)計(jì)計(jì)算的強(qiáng)有力工具。實(shí)際上，滑動(dòng)的大小和方向、摩擦系數(shù)、潤滑狀 態(tài)等，都會(huì)影響實(shí)際接觸應(yīng)力的大小，而赫茲應(yīng)力公式?jīng)]有考慮到這些因素。傳統(tǒng)的齒輪理論分析是建立在彈性力學(xué)基礎(chǔ)上的 , 對于齒輪的接觸強(qiáng)度計(jì)算均以兩平行圓柱體對壓的赫茲公式為基礎(chǔ) ,在計(jì)算過程中存在許多假設(shè) ,不能準(zhǔn)確反映齒輪嚙合過程中的應(yīng)力以及應(yīng)變分布 與變化。有限元法用于齒根應(yīng)力分析大約起始于二十世紀(jì)六十年代末、七十年代初，此后迅速發(fā)展，國外不少研究人員如 Chabert、 Wilcox、戶部、 Chang、 Bibel 等都進(jìn)行過這方面的研究工作．因此，在用有限元方法對直齒輪的齒根應(yīng)力進(jìn)行分析時(shí)，都 把它簡化為力學(xué)中的平面應(yīng)變問題。 輪副在工作時(shí)，在內(nèi)部和外部激勵(lì)下將發(fā)生機(jī)械振動(dòng)。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇，而不必安裝所有模塊。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個(gè)庫，使得每一個(gè)獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個(gè)部門的。 前處理模塊 前處理模塊提供了一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型。 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析用來求解隨時(shí)間變化的載荷對結(jié)構(gòu)或部件的影響。 熱分析 程序可處理熱傳遞 的三種基本類型：傳導(dǎo)、對流和輻射。另外，還可以使用三維表面效應(yīng)單元和熱－流管單元模擬結(jié)構(gòu)的流體繞流并包括對流換熱效應(yīng)。 ANSYS 支持三種接觸方式：點(diǎn) ─ 點(diǎn)，點(diǎn) ─ 面，面 ─ 面，每種接觸方式使用的接觸單元只 適用于某 一 類問題 。 接觸單元被約束住，不能穿透目標(biāo)面，然而目標(biāo)單元可以穿透接觸面。 并采用“旋轉(zhuǎn)”命令建立如圖 25 所示的大齒輪的旋轉(zhuǎn)特 征 在對話框中輸入關(guān)系式為： Sd0=b Sd2=*b Sd3=*m*z+m 17 圖 圖 3. 草繪曲線，畫出四個(gè)圓 選擇菜單“工具”，點(diǎn)擊“關(guān)系”命令，打開“關(guān)系”窗口。 圖 建立小齒輪三維模型 按照大齒輪建模的步驟建立小齒輪三維模型 ，如圖 215 所示。 圖 設(shè)置計(jì)算 類型 （ 1）選擇 Main Menu→ Prepferences→命令，出現(xiàn) Prepfer