直齒—面齒輪加載接觸分析及彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力計(jì)算方法研究.pdf

1、高精度面齒輪作為航空航天用傳動(dòng)齒輪，接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度對(duì)其使用壽命影響很大，也是它參數(shù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ);重合度、傳動(dòng)誤差等傳動(dòng)性能參數(shù)影響其傳動(dòng)的平穩(wěn)性、噪音，因此這些分析與設(shè)計(jì)工作是其重要的研究?jī)?nèi)容。本文研究面齒輪的模型構(gòu)建、接觸特性分析、接觸應(yīng)力計(jì)算方法、加載嚙合分析及接觸強(qiáng)度計(jì)算等研究?jī)?nèi)容，以分析面齒輪的接觸區(qū)域、強(qiáng)度及傳動(dòng)性能，為面齒輪的實(shí)際工程應(yīng)用和參數(shù)設(shè)計(jì)提供參考。論文主要研究?jī)?nèi)容和成果有:
　　 1.根據(jù)面齒輪嚙合原理，

2、推導(dǎo)面齒輪齒面方程，利用數(shù)值求解方法求出面齒輪齒面的離散點(diǎn)，根據(jù)連續(xù)解除條件計(jì)算面齒輪點(diǎn)接觸形式的接觸軌跡，研究安裝誤差對(duì)接觸軌跡在齒寬方向偏移的影響，利用數(shù)值手段在Matlab中實(shí)現(xiàn)了可視化。通過NURBS曲面和虛擬加工的方法構(gòu)建面齒輪幾何模型，并分析了面齒輪建模的擬合誤差。
　　 2.研究了面齒輪接觸應(yīng)力的兩種計(jì)算方法，即解析法和有限元分析法。解析法以“赫茲彈性接觸力學(xué)”為理論基礎(chǔ)，計(jì)算面齒輪每個(gè)嚙合點(diǎn)的主曲率和主方向，研究

3、面齒輪兩接觸齒面在嚙合點(diǎn)的接觸變形和應(yīng)力。論文采用ABAQUS對(duì)面齒輪單齒進(jìn)行有限元加載接觸計(jì)算，分析面齒輪的接觸區(qū)域和接觸應(yīng)力。
　　 結(jié)果表明:在不考慮邊緣接觸時(shí)，兩種計(jì)算方法可靠，對(duì)比誤差小于10％;在齒頂邊緣接觸時(shí)，解析法計(jì)算結(jié)果偏小，有限元法能正確反映應(yīng)力集中現(xiàn)象。
　　 3.在ABAQUS中建立面齒輪多齒有限元分析模型，對(duì)面齒輪進(jìn)行加載嚙合仿真分析，計(jì)算面齒輪加載接觸的重合度、載荷分布情況及傳動(dòng)誤差等傳動(dòng)性能

4、參數(shù)，研究載荷大小對(duì)這些參數(shù)的影響;以一個(gè)輪齒嚙合的一個(gè)周期為研究對(duì)象，分析面齒輪在嚙合傳動(dòng)中的接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力變化情況，確定面齒輪接觸疲勞和彎曲疲勞的危險(xiǎn)點(diǎn)。
　　 4.針對(duì)面齒輪點(diǎn)接觸的傳動(dòng)形式，探討影響面齒輪多齒模型接觸應(yīng)力的因素，認(rèn)為載荷分布是決定面齒輪多齒接觸時(shí)接觸應(yīng)力大小的主要因素?；诿纨X輪單齒模型接觸應(yīng)力的解析計(jì)算公式，結(jié)合有限元仿真分析，給出了面齒輪多齒接觸強(qiáng)度計(jì)算的新方法。
　　 5.通過實(shí)驗(yàn)加載的