基于Pro/E精确建模的渐开线直齿轮应力有限元分析

发布时间：2023-08-16 16:16

　　目前,国内外都把齿轮传动中对齿轮强度的研究提高到相当重要的地位。传统的研究齿轮强度的方法由于比较粗略,已难以满足发展的要求。本文对如何在Pro/E软件中建立精确的渐开线直齿轮参数化模型并运用ANSYS软件确定其应力等问题进行了研究,给出了渐开线直齿轮的建模及分析的方法、过程和结果,为渐开线直齿轮的优化设计、计算和校核提供了方法指导。 本文运用三维实体造型软件Pro/E,实现了渐开线直齿轮的参数化精确建模。文中系统地研究了运用Pro/E软件建立渐开线直齿轮的三维参数化模型的过程。由于参数化齿轮模型可按照驱动参数的变化发生相应改变,再生出新的齿轮模型,所以利用此模型进行有限元分析可避免建模的重复性工作,从而极大地提高了分析效率,降低了成本。 本文利用Pro/E与有限元分析软件ANSYS之间的专用接口,精确地将在Pro/E软件中生成的齿轮模型导入到了ANSYS软件中,并对渐开线直齿轮进行了静力分析和非线性接触分析。 在对渐开线直齿轮进行齿根应力分析时,本文通过选取合适的边界范围对模型进行了简化,并对轮齿啮合的整个过程进行了受力分析,得出了轮齿在不同啮合区的受载状况,从而确定了对齿根强度最不利...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 参数化技术
        1.1.1 参数化设计的理论方法
        1.1.2 参数化模型
    1.2 齿轮强度研究现状
    1.3 本文的主要内容和意义
        1.3.1 本文研究的内容
        1.3.2 研究意义
    1.4 有限元法概述
2 有限单元法基本原理
    2.1 引言
    2.2 有限单元法基本概念
    2.3 线性结构静力分析的有限单元法
        2.3.1 单元刚度矩阵的建立
        2.3.2 有限单元法的解题步骤
    2.4 小结
3 渐开线直齿轮的参数化造型
    3.1 引言
    3.2 Pro/E概述
    3.3 直齿轮的齿廓方程
    3.4 直齿轮的几何尺寸计算
    3.5 直齿轮的基本设计思想
    3.6 齿轮造型
        3.6.1 输入齿轮基本参数
        3.6.2 创建齿轮毛坯基础实体特征
        3.6.3 创建第一个齿槽
        3.6.4 阵列生成全部齿
        3.6.5 创建轴孔及键槽
        3.6.6 齿轮参数化的实现
    3.7 小结
4 渐开线直齿轮的静力学分析
    4.1 渐开线圆柱齿轮弯曲应力计算概述
    4.2 静力学分析流程
    4.3 有限元模型的建立
        4.3.1 模型的简化
        4.3.2 建立齿轮模型
    4.4 单元类型的选择和网格划分
    4.5 确定边界条件
    4.6 施加载荷
    4.7 有限元分析计算
    4.8 齿轮有限元计算结果
    4.9 齿轮有限元计算结果分析
    4.10 小结
5 渐开线直齿轮的非线性接触分析
    5.1 引言
    5.2 齿轮接触分析的步骤
    5.3 建立接触分析模型
    5.4 单元类型的选择及网格划分
    5.5 利用接触向导生成接触
        5.5.1 识别接触对
        5.5.2 定义目标面和接触面
    5.6 加载并求解
    5.7 后处理观察、分析结果
    5.8 摩擦力对齿面接触应力的影响
6 总结与展望
    6.1 本课题研究的重点及结论
    6.2 进一步的工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3842259