雙壓力角非對稱漸開線直齒輪的應(yīng)力分析及齒廓曲線的優(yōu)化.pdf

1、本文利用ANSYS分析了雙壓力角非對稱漸開線直齒輪的齒根彎曲應(yīng)力和齒面接觸應(yīng)力，并應(yīng)用一階方法對齒廓曲線進(jìn)行了優(yōu)化，針對不同的設(shè)計(jì)參數(shù)，得到了不同的優(yōu)化結(jié)果。 首先，基于漸開線齒輪的嚙合原理，利用漸開線方程和過渡曲線方程，建立了雙壓力角非對稱漸開線直齒輪的通用齒廓方程，并對主要參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，利用ANSYS提供的APDL語言，建立了雙壓力角非對稱漸開線齒輪的參數(shù)化模型。 其次，利用ANSYS對雙壓力角非對稱漸開線直齒輪齒

2、面接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力進(jìn)行了有限元分析，分析了兩側(cè)壓力角變化對齒面接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力的影響，得出了齒面接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力隨壓力角變化的規(guī)律，并與相應(yīng)的對稱齒輪進(jìn)行了比較，分析結(jié)果顯示：在一側(cè)壓力角不變的情況下，增大另一側(cè)壓力角，齒輪的受壓側(cè)齒根彎曲應(yīng)力明顯減??；在非工作側(cè)壓力角不變的情況下，增大工作側(cè)的壓力角，齒輪的齒面接觸強(qiáng)度也有一定程度的提高。 最后，根據(jù)分析計(jì)算的結(jié)果，利用ANSYS中提供的一階優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，對雙

3、壓力角非對稱漸開線齒輪的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。針對不同的設(shè)計(jì)參數(shù)，得到了不同的優(yōu)化結(jié)果，概括起來：設(shè)計(jì)變量，約束條件的多少直接影響了最終的優(yōu)化結(jié)果，設(shè)計(jì)變量越多優(yōu)化的結(jié)果越理想，約束條件越多越容易得到局部最優(yōu)值，而不利于得到全局最優(yōu)值。因此，在優(yōu)化過程中，應(yīng)增加設(shè)計(jì)變量，減少約束條件，這樣才能得到全局最優(yōu)結(jié)果。雙壓力角非對稱齒輪在做單向傳動時(shí)，具有明顯的優(yōu)勢，而這些優(yōu)勢是對稱齒輪所不具備的。因此，進(jìn)行非對稱齒輪設(shè)計(jì)具有十分重要的理論意義和