直齒圓柱齒輪齒根應(yīng)力計(jì)算與動(dòng)態(tài)測(cè)試.pdf

1、齒輪彎曲強(qiáng)度分析是齒輪高轉(zhuǎn)速、高強(qiáng)度、長(zhǎng)壽命、低噪聲和高可靠性等研究的基礎(chǔ)。因此，齒輪靜動(dòng)態(tài)嚙合特性的研究對(duì)提高齒輪承載能力和動(dòng)力學(xué)性能具有一定的理論價(jià)值。本文主要研究的內(nèi)容如下：
　　(1)輪齒幾何建模。根據(jù)齒輪嚙合原理和展成加工法推導(dǎo)出較精確齒形曲線(xiàn)。通過(guò)MATLAB進(jìn)行齒形離散，利用APDL將純文本形式的齒廓曲線(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入ANSYS，實(shí)現(xiàn)齒輪參數(shù)化有限元建模。
　　(2)齒根應(yīng)力計(jì)算。根據(jù)Hertz接觸理論和齒輪嚙合原理

2、，把齒面載荷等效為線(xiàn)均布荷載和Hertz面均布荷載進(jìn)行靜力等效分析和不同點(diǎn)嚙合的靜態(tài)接觸分析，得出齒根彎曲應(yīng)力的變化規(guī)律?；贏NSYS/LS-DYNA進(jìn)行動(dòng)態(tài)接觸分析，計(jì)算嚙合過(guò)程中齒輪動(dòng)態(tài)接觸力、動(dòng)態(tài)接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力，結(jié)果表明，齒輪在嚙入瞬間會(huì)有強(qiáng)烈的沖擊，接觸力和齒根彎曲應(yīng)力急劇波動(dòng)，齒輪動(dòng)態(tài)接觸力與轉(zhuǎn)速成正比。
　　(3)齒根動(dòng)應(yīng)力測(cè)試?；邶X輪綜合性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)和LabVIEW集成系統(tǒng)，運(yùn)用無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)采集技術(shù)實(shí)時(shí)采集

3、試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩及齒根動(dòng)態(tài)應(yīng)變等重要數(shù)據(jù)。研究表明，試驗(yàn)所測(cè)得的結(jié)果與理論齒輪嚙合的齒根彎曲應(yīng)變的變化趨勢(shì)大致相似；在低載情況下，嚙入和嚙出沖擊起主導(dǎo)作用。
　　綜合仿真與試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)測(cè)得齒根彎曲應(yīng)力的數(shù)值與靜力等效分析、靜態(tài)接觸分析、經(jīng)典解析解大致相同；動(dòng)態(tài)接觸分析的齒根應(yīng)力的變化趨勢(shì)與試驗(yàn)結(jié)果也大致相同。上述研究表明，試驗(yàn)和仿真分析的方法和結(jié)果是準(zhǔn)確的，具有科學(xué)、實(shí)用的特點(diǎn)，為齒輪彎曲強(qiáng)度進(jìn)一步的研究提供一些參考