基于精確齒面建模的弧齒錐齒輪有限元分析.pdf

1、弧齒錐齒輪由于承載能力大，重合度大，平穩(wěn)傳遞載荷，在高速傳動時明顯地減少噪聲和振動，可以獲得很大的傳動比，對安裝誤差敏感性小，因而得到非常廣泛的應用。本文以某發(fā)射裝置末級傳動系統(tǒng)中的弧齒錐齒輪為研究對象，運用MATLAB、VB、SolidWorks和ANSYS等工具，對其接觸問題進行了研究。本文主要研究內容如下：
　　 1.基于齒輪嚙合原理和局部共軛原理，按照平頂產(chǎn)形輪加工原理及加工過程中之間的相對位置關系，建立了刀具坐標系、機

2、床坐標系、工件坐標系等坐標系，詳細地推導了各坐標系之間的矩陣轉換，通過產(chǎn)形面和齒面嚙合方程分別確定了大輪和小輪的齒面方程。分析比較了曲面不同參數(shù)的選擇，確定了合適的參數(shù)來表示齒面方程，以方便其在MATLAB中實現(xiàn)，為后續(xù)建立弧齒錐齒輪模型奠定了基礎。
　　 2.根據(jù)推導的齒面方程，運用MATLAB編程計算出齒面上的數(shù)據(jù)點，導入SolidWorks，基于SolidWorks API技術，利用VB編程創(chuàng)建輪齒曲面，運用曲面裁剪、縫合

3、等操作，創(chuàng)建一個輪齒，最后陣列切除形成完整齒輪，建立了大小輪的精確三維模型，按嚙合關系裝配，為后面有限元分析提供基礎。利用VB編程檢驗插值曲面，以保證齒面誤差符合有限元分析的要求。
　　 3.結合建立的弧齒錐齒輪精確模型，在ANSYS軟件中建立了弧齒錐齒輪的有限元模型，試劃分網(wǎng)格得到理想的網(wǎng)格密度，試驗驗證取得合理的FKN值，分析了弧齒錐齒輪在同一嚙合位置下不同載荷下的接觸情況，得出了不同載荷作用下的接觸區(qū)變化關系曲線，分析了大