人字齒輪精確的參數(shù)化建模及有限元的分析設(shè)計-資料下載頁
2025-06-17 05:21本頁面
【正文】 劃分網(wǎng)格齒輪是通過鍵連接在軸上的，通過輸入的轉(zhuǎn)矩與軸一起轉(zhuǎn)動。文本對齒輪進行靜力分析，所以需對齒輪內(nèi)孔邊緣的節(jié)點的各方向進行固定。 添加約束齒輪的輪齒在承受載荷時，齒根所承受的彎矩最大。而且，只有在齒輪嚙合點位于單對輪齒嚙合區(qū)地最高點時，齒根才會承受最大彎矩。所以，齒根彎曲強度應(yīng)照這種情況計算。但是，這種算法較復(fù)雜，因此用處并不普遍。為了計算和施加載荷的方便，我們一般將全部載荷作用在齒頂，方向為齒頂圓壓力角。所以，如果在齒頂處施加一個均勻分布的載荷（作用在節(jié)點），假設(shè)F=60N，方向就是齒頂圓壓力角[15] 176。 施加載荷Ansys本身具有強大的求解功能，可以求出節(jié)點的等效應(yīng)力，并且可以通過不同的顏色來反映在實體模型上，輪齒的最大應(yīng)力為 221MPa。 等效應(yīng)力圖本章中，對前一章中所建的人字齒輪模型進行了有限元分析，從圖中可以清楚的分別得到齒頂和齒根的最大應(yīng)力，為進一步的齒輪傳動設(shè)計打下基礎(chǔ)。5 算 例以某二級人字齒輪減速器為例運用上述方法進行參數(shù)化建模，其基本參數(shù)如下：（1）齒數(shù)Z=20，模數(shù)M=，壓力角，螺旋角的人字齒輪。 齒數(shù)為20的人字齒輪模型（2）基本參數(shù)為齒數(shù)Z=30，模數(shù)M=，壓力角，螺旋角的人字齒輪。 齒數(shù)為30的人字齒輪模型（3）基本參數(shù)為齒數(shù)Z=45，模數(shù)M=，壓力角，螺旋角的人字齒輪。 齒數(shù)為30的人字齒輪模型（4）基本參數(shù)為齒數(shù)Z=60，模數(shù)M=，壓力角，螺旋角的人字齒輪。 齒數(shù)為60的人字齒輪模型從上述過程可以看出，利用參數(shù)化建?？梢苑奖憧旖莸慕⑵鹑俗铸X輪模型，避免了繁瑣的重復(fù)。6 結(jié) 論本文所做工作如下：(1)參數(shù)化建模在本部分，利用Pro/e對人字齒輪進行了精確地參數(shù)化建模?？梢酝ㄟ^修改基本設(shè)計參數(shù)來獲得所需的齒輪模型，為接下來的有限元分析部分提供素材。(2)有限元分析本部分中，將Pro/e中所建的模型導(dǎo)入到Ansys中進行有限元分析。通過施加載荷、約束并且經(jīng)過計算和后處理之后，最終得到等效應(yīng)力分布圖。 本文充分發(fā)揮了Pro/e和Ansys這兩款軟件在各自領(lǐng)域的巨大優(yōu)勢節(jié)省了在設(shè)計過程中再次建模所需要消耗的時間，大大提高了齒輪的設(shè)計效率。并且，在經(jīng)過有限元分析后得到等效應(yīng)力分布圖，為進一步的人字齒輪傳動設(shè)計奠定了良好的基礎(chǔ)。 在本文工作的基礎(chǔ)上，作者認為還應(yīng)進行以下方面的研究工作：(1)在建模時，對齒輪在進行更加細致的特征修飾，如增加齒輪幅、增加斜角和添加退刀槽等，可以使齒輪模型更加形象，更加有利于實際的加工生產(chǎn)；(2)在有限元分析中，可以進一步處理，以便得到齒輪任意位置的變形情況，甚至還可以以動畫的形式將齒輪的變形過程顯示出來，這樣有利于清晰地觀察齒輪的變形的大小和位置。參 考 文 獻[1][J].[2]高紅梅,肖偉敬,（無）空刀槽人字齒輪的參數(shù)計算[J].(7)8486[3]王成,[J].(2)1013[4]王成,方宗德,賈海濤,[J].(4)519547[5]馬尚君,劉更,吳立言,蔣立東. 人字齒輪的參數(shù)化精確建模方法與虛擬裝配[J].(3) 200207[6][J].(10)150158[7]朱奇,高名乾,[J].(3)3840[8][J].(5)3234[9][J].(2)9698[10][J].(3)6064[11]G﹒White. Design study of a splittorque helicopter transmission[J] .Proc Instn Mech ,[12]鮑偉鴿,[J].(11)5254[13]張智明,[Ｍ].北京：(8)219249[14]張樂樂,譚南林,[Ｍ].北京：清華大學(xué)出版社2006(3)5392[15], , , . Dynamic Gear Loads Due to Coupled Lateral, Torsional and Axial Vibrations in a Helical Geared System[J].Transactions of the ,
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