【正文】 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 進(jìn)行接觸強(qiáng)度分析 。 隨著計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)的不斷發(fā) 展 ,利用先進(jìn)的 /工具對(duì)機(jī) 械傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行研究己經(jīng)成為一種可行方案。 強(qiáng)大的耦合場(chǎng)求解能力 。使用強(qiáng)大的網(wǎng)格處理能力 。以其非常強(qiáng)大的功能 ,已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)及可行性研究。廖坤明、 張 斌等運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和 編程語(yǔ)言 ,結(jié)合強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算功能獲取 三維的齒廓線坐標(biāo) ,通過(guò) 調(diào)用宏命令自動(dòng)讀取輪 廓坐標(biāo)數(shù)據(jù) ,完成 齒輪三維的三維模型參數(shù)化設(shè)計(jì) ,最后設(shè)計(jì)了一個(gè)基于三維模型的齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng) 【】 在有限元方面 ,最早這個(gè)名詞出現(xiàn)在年 ,隨后國(guó)際上開(kāi)始投入大量的人力、 物力和財(cái)力去研究和開(kāi)發(fā)有限元分析程序 ,這使得有限元的理論和算法逐步走向完善。目前參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)以成為 智能化、集成化系統(tǒng)的核心技術(shù)。之后首都鋼鐵機(jī)械廠在斜齒平面蝸桿副的基礎(chǔ)上又創(chuàng)造了平面包絡(luò)環(huán)面 蝸桿副 ,這也刷新了我國(guó)的歷史 ,為蝸桿傳動(dòng)技術(shù)開(kāi)辟了新的途徑。同時(shí)許多新型的蝸桿 傳動(dòng)也相繼問(wèn)世 ,其中包括二次包絡(luò)尼曼圓柱蝸桿副、圓弧圓柱蝸桿、偏置蝸桿等。古典的直紋面圓柱蝸桿傳動(dòng) ,是歷史最長(zhǎng)、應(yīng) 用最廣的蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)了 ,但是由于它的瞬時(shí)接觸線形狀不利于液體動(dòng)壓油膜的形成 , 導(dǎo)致潤(rùn)滑狀態(tài)不好 ,在蝸輪齒面上存在著膠合危險(xiǎn)區(qū) ,所以其又不能滿足工業(yè)發(fā)展的需第頁(yè) 西南菱通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 要。 在減速器的發(fā)展中 ,蝸桿減速器因其具有其結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)、無(wú)噪聲、沖擊振 動(dòng)小以及能得到很大的單級(jí)傳動(dòng)比等特點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)中。所以本 文在 環(huán)境下采用有限元接觸分析理論對(duì)參數(shù)化所獲得的模型進(jìn)行了 接觸強(qiáng)度分析 ,并將所得結(jié)果與理論公式所得結(jié)果進(jìn)行比較 ,得出影響有限元分析結(jié)果 的因素 ,指導(dǎo)工程應(yīng)用。 在有限元分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面 ,在對(duì)蝸桿蝸輪接觸齒面的蝸桿變形、接觸疲勞強(qiáng)度、 齒根彎曲強(qiáng)度和剛度校核分析時(shí) ,以往的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)一般都是在一定的假設(shè)條件下采用赫 茲接觸理論進(jìn)行計(jì)算的 ,其得到的都是近 似值。同時(shí) /軟件的使用具有很大的市場(chǎng) ,這使得在 /平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè) 計(jì)具有一般性和普遍性。參數(shù)化設(shè)計(jì)方法是將模型通過(guò)建立 參數(shù)關(guān)系式的方式實(shí)現(xiàn)各部分之間的相連 ,當(dāng)模型需要更改時(shí) ,只需要利用參數(shù)的驅(qū)動(dòng) 來(lái)實(shí)現(xiàn)模 型的再生 ,從而使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)具有高效性和實(shí)用性的特點(diǎn)。 蝸桿傳動(dòng)廣泛應(yīng)用在機(jī)床、汽車、儀器、起重運(yùn)輸機(jī)械、冶金機(jī)械以及其他機(jī)械制 造部門中 ,在動(dòng)力傳動(dòng)中起著重要的作用。 /. . / / . ...., . 】 . : 第頁(yè) 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第章 緒論 .課題研究的背景及意義 在現(xiàn)代工業(yè)中 ,隨著科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展 ,社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平不斷提高 ,產(chǎn)品更新速度不 斷加快。動(dòng)態(tài)仿真 。 關(guān)鍵詞 :蝸桿傳動(dòng) 。 、利用求解多目標(biāo)約 束極小值優(yōu)化的方法對(duì)蝸輪齒圈體積進(jìn)行優(yōu)化 ,以 降低貴重材料的使用。 、在 /平臺(tái)上 ,利用 /的二次開(kāi)發(fā)工具 /實(shí)現(xiàn)了蝸桿傳動(dòng)三維 實(shí)體模型建立 ,編寫程序?qū)崿F(xiàn)阿基米德蝸桿的參數(shù)化建模 ,同時(shí)對(duì)圓錐滾子軸承進(jìn)行了 參數(shù)化建模。 本文以 /設(shè)計(jì)軟件為平臺(tái) ,結(jié)合 /二 次開(kāi)發(fā)工具 /實(shí)現(xiàn)對(duì)蝸桿傳 動(dòng)參數(shù)化三維實(shí)體建模 ,并在 環(huán)境下對(duì)蝸桿傳動(dòng)過(guò)程中的齒面接觸 進(jìn)行了有限元分析。 對(duì)蝸桿蝸輪接觸齒面的蝸桿變形、接觸疲勞強(qiáng)度、齒根彎曲強(qiáng)度和剛度校核分析時(shí) , 以往的傳統(tǒng)設(shè)計(jì) ~般都是在假設(shè)條件下采用赫茲接觸理論進(jìn)行計(jì)算的 ,其得到的是近似 值。由于蝸輪齒形曲線復(fù)雜 ,測(cè) 量和設(shè)計(jì)都有一定難度 ,利用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相對(duì)比較困難與繁瑣?；?ProE 的蝸桿傳動(dòng)參數(shù)化設(shè)計(jì)及有限元分析研究 西南交通大學(xué) 碩士學(xué)位論文 基于 Pro/E 的蝸桿傳動(dòng)參數(shù)化設(shè)計(jì)及有限元分析研究 姓名 :劉三忠 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別 :碩士 專業(yè) :機(jī)械工程 指導(dǎo)教師 :潘亞嘉 202007 第頁(yè) 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 摘 要 蝸桿傳動(dòng)作為一種重要的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ,主要用于傳遞交錯(cuò)軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。蝸桿傳 動(dòng)主要由蝸桿和蝸輪組成 ,由于其結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)、無(wú)噪聲、沖擊振動(dòng)小以及能得 到很大的單級(jí)傳動(dòng)比等特點(diǎn) ,在現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛 。而參數(shù)化設(shè)計(jì)方法具 有高效性、實(shí)用性的特點(diǎn) ,在產(chǎn)品的系列設(shè)計(jì)、相似設(shè)計(jì)及專用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方面都 具有較大的應(yīng)用價(jià)值。但是蝸桿傳動(dòng)的瞬時(shí)接觸線為空間曲線 ,如果采用規(guī)則幾何形狀的赫茲接觸理論去 研究蝸桿副齒面接觸強(qiáng)度與實(shí)際情況存在一定差異。主要工作為 : 、以工程實(shí)際為背景 ,結(jié)合蝸桿減速器的設(shè)計(jì)理論和強(qiáng)度校核理論計(jì)算確定蝸桿 減速器的基本尺寸 ,并對(duì)蝸桿蝸輪、軸及一些相關(guān)零件進(jìn)行強(qiáng)度與壽命的校核。 / 、進(jìn)行蝸桿、蝸輪三維實(shí)體模型裝配連接 ,使用 / 模塊實(shí)現(xiàn)蝸桿傳動(dòng)動(dòng)畫(huà)及仿真。 ‘、結(jié)合有限元接觸分析理論 ,在 環(huán)境下對(duì)蝸桿傳動(dòng)進(jìn)行接觸強(qiáng) 度計(jì)算 ,并將分析結(jié)果與理論公式結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。三維參數(shù)化建模 。接觸分析第頁(yè) 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 , . , ? ., ,. , . , , . . . , . . / / ? / . : , . ./ . / 。在以市場(chǎng)為導(dǎo)向的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下 ,機(jī)械產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)十分激烈 ,產(chǎn)品向著快速化、 自動(dòng)化方向發(fā)展。但是蝸輪的齒形復(fù)雜 ,測(cè)量和設(shè)計(jì)都有一定 難度 ,而利用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相對(duì)比較困難與繁瑣。它能夠有效地減少 設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)的往復(fù)勞動(dòng) ,提高機(jī)械設(shè)計(jì)效率 ,縮短設(shè)計(jì)周期 ,符合現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè) 計(jì)需求。本文利用 /的二次開(kāi)發(fā)功能 ,對(duì)蝸桿減速器中核心傳動(dòng)件 一蝸桿蝸輪進(jìn)行參數(shù)化三維建模。但是蝸桿傳動(dòng)的瞬時(shí)接觸線為空間曲線 , 如果采用規(guī)則幾何形狀的赫茲接觸理論去研究蝸桿副齒面接觸強(qiáng)度是不實(shí)際的。 .蝸桿傳動(dòng)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析 眾所周知 ,在機(jī)械傳動(dòng)中 ,減速器占有非常重要的地位 ,目前國(guó)內(nèi)外減速器的發(fā)展 趨勢(shì)為產(chǎn)品制造水平進(jìn)一步精密化 ,承載能力進(jìn)一步得到提高 ,各種不同系列產(chǎn)品之間 的模塊化互換程度越來(lái)越高 ,這對(duì)系列產(chǎn)品的大批量生 產(chǎn)提供了便利。蝸桿傳動(dòng)作為蝸 桿減速器的核心 ,具有悠久的應(yīng)用歷史。在世紀(jì)初 ,隨著一些材料技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和潤(rùn)滑技術(shù)等一系列新新技術(shù)的發(fā)展 以及蝸桿傳動(dòng)嚙合理論的應(yīng)用 ,使蝸桿傳動(dòng)技術(shù)有了很大的進(jìn)步。到 了世紀(jì)年代 ,我國(guó)開(kāi)始引進(jìn)和研制平面一次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng) ,并在冶金、機(jī)床 行業(yè)應(yīng)用成功。 而在參數(shù)化技術(shù)方面 ,隨著許多商品化的平臺(tái)的發(fā)展 ,設(shè)計(jì)者可以充分利用 約束的交互特性 ,很好的解決過(guò)約束和欠約束的問(wèn)題 ,引導(dǎo)用戶逐步確定設(shè)計(jì)過(guò)程 ,用 戶可以以任意方式和順序完成集合約束和工程約束的定義。 基于商業(yè)軟件對(duì)蝸桿傳動(dòng)二次開(kāi)發(fā)的參數(shù)化設(shè)計(jì)大部分還都處于研究階段 ,部分研 究成果有 :張彥富、夏春根據(jù)漸開(kāi)線形成原理 ,推導(dǎo)出直角坐標(biāo)系下漸開(kāi)線齒輪齒廓線 方程 ,然后利用編寫了生成漸開(kāi)線圓柱齒輪三維實(shí)體模型的程序 ,設(shè)計(jì) 出輸入齒輪基本參數(shù)的表單界面 ,實(shí)現(xiàn)了漸開(kāi)線齒輪三維模型的建立】 。 目前流行的軟件主要有、 等。其主要優(yōu)勢(shì) 體現(xiàn)在 :與軟件的無(wú)縫集成 。高精度非線性問(wèn)題求解 。程序面向用戶的開(kāi)放性等。充分利用 /、和這 些工具在各自領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì) ,并將其結(jié)合起來(lái)共同開(kāi)發(fā)蝸桿傳動(dòng)研究是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外多數(shù)研 究群體的首選方案。具體內(nèi)容如下 : 、以工程實(shí)際為背景 ,結(jié)合蝸桿減速器的設(shè)計(jì)理論和強(qiáng)度校核理論計(jì)算確定蝸桿 減速器的基本尺寸 ,并對(duì)蝸桿蝸輪、軸及一些相關(guān)零件進(jìn)行強(qiáng)度與壽命的校核。 / 、進(jìn)行蝸桿、蝸輪三維實(shí)體模型裝配連接 ,使用 / 模塊實(shí)現(xiàn)蝸桿傳動(dòng)動(dòng)畫(huà)及仿真。 、結(jié)合有限元接觸分 析理論 ,在 環(huán)境下對(duì)蝸桿傳動(dòng)進(jìn)行接觸強(qiáng) 度計(jì)算 ,并將分析結(jié)果與理論公式結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。 第二章 :根據(jù)蝸桿傳動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用 ,設(shè)計(jì)蝸桿減速器的結(jié)構(gòu)和各部分的尺寸以及標(biāo) 準(zhǔn)件的選用 ,再根據(jù)相關(guān)強(qiáng)度校核理論對(duì)所設(shè)計(jì)出來(lái)的尺寸進(jìn)行校核 ,檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否滿 足要求。然后 在 /平臺(tái)上 ,在已有的研究理論和成果的基礎(chǔ) 上 ,將參數(shù)化設(shè)計(jì)應(yīng)用到蝸桿傳動(dòng)的 三維實(shí)體建模中 ,實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化驅(qū)動(dòng)蝸桿傳動(dòng)實(shí)體模型的建立。再進(jìn)行機(jī)構(gòu)的分析 , 設(shè)置仿真運(yùn)動(dòng)參數(shù) ,添加電機(jī) ,通過(guò)模擬仿真較為生動(dòng)真實(shí)地顯示了蝸桿傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)效 果。 第五章 :根據(jù)蝸桿傳動(dòng)中實(shí)際優(yōu)