基于ANSYS的齒輪接觸應(yīng)力與嚙合剛度研究.pdf

1、齒輪接觸強(qiáng)度是齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì)的主要準(zhǔn)則之一。齒輪單、雙齒交替嚙合時(shí)，由輪齒彈性變形引起的剛度激勵(lì)使齒輪產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。齒形誤差改變理想齒廓形狀，影響齒輪的接觸強(qiáng)度與嚙合剛度。本文基于有限元方法研究齒形誤差對(duì)齒輪接觸應(yīng)力的影響和齒形誤差、齒輪所受載荷、齒輪齒數(shù)模數(shù)等因素對(duì)齒輪嚙合剛度的影響。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　第一，精確的建立理想齒廓齒輪和誤差齒廓齒輪有限元模型。首先，通過(guò)ANSYS的APDL語(yǔ)言，基于理想齒廓方程

2、，建立了理想齒廓齒輪實(shí)體模型。然后，對(duì)齒輪實(shí)體模型進(jìn)行初步有限元網(wǎng)格劃分，進(jìn)而基于刪除接觸區(qū)單元節(jié)點(diǎn)-重建接觸區(qū)實(shí)體-等比細(xì)分實(shí)體的方法細(xì)化齒輪接觸區(qū)部分，得到了精細(xì)化的理想齒廓齒輪有限元模型。最后，基于精確移動(dòng)理想齒廓齒輪有限元模型接觸區(qū)節(jié)點(diǎn)的方法精確的建立包含齒形誤差的誤差齒廓齒輪有限元模型。
　　第二，研究齒形誤差對(duì)齒輪接觸應(yīng)力的影響。得到了嚙合周期內(nèi)理想齒廓齒輪和誤差齒廓齒輪的最大接觸應(yīng)力隨嚙合位置的變化曲線。結(jié)果表明，理

3、想齒廓齒輪接觸應(yīng)力分布隨單雙齒交替嚙合狀態(tài)呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。齒形誤差改變了齒輪接觸應(yīng)力的分布規(guī)律。
　　第三，研究齒形誤差、齒輪齒數(shù)、模數(shù)、齒輪所受載荷等因素對(duì)齒輪嚙合剛度的影響。首先，建立嚙合周期內(nèi)多個(gè)嚙合位置的理想齒廓齒輪和誤差齒廓齒輪有限元模型并求解兩種齒輪模型的嚙合剛度，得到了嚙合周期內(nèi)有、無(wú)齒形誤差的兩齒輪嚙合剛度變化曲線，證明了齒形誤差改變了齒輪嚙合剛度值。其次，得到了誤差隨齒輪齒數(shù)模數(shù)的變化規(guī)律。結(jié)果表明齒輪模數(shù)不能