文档介绍：学号:
2011 届本科生毕业论文(设计)
题目:基于ANSYS的齿轮模态分析
学院(系):机械与电子工程学院
专业年级: 机制072班
学生姓名:
指导教师:
合作指导教师:
完成日期: 2011-06-
目录
第一章绪论 - 1 -
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齿轮弯曲应力研究现状 - 1 -
齿面接触应力研究现状 - 2 -
齿轮固有特性研究现状 - 2 -
论文主要研究内容 - 3 -
第二章齿轮三维实体建模 - 3 -
三维建模软件的选择 - 3 -
齿轮参数化建模的基本过程 - 4 -
利用pro/e对齿轮进行装配 - 5 -
第三章齿轮弯曲应力有限元分析 - 6 -
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齿轮弯曲强度理论 - 6 -
齿形系数的计算方法 - 7 -
齿轮弯曲应力的有限元分析 - 8 -
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- 9 -
齿轮弯曲应力的结果对比 - 12 -
第四章齿轮接触应力有限元分析 - 13 -
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接触分析有限元法思想 - 14 -
ANSYS有限元软件的接触分析 - 16 -
ANSYS的接触类型与接触方式 - 16 -
ANSYS的接触算法 - 16 -
齿轮有限元接触分析 - 17 -
模型导入ANSYS 软件中 - 17 -
定义单元属性和网格划分 - 17 -
定义接触对 - 18 -
约束条件和施加载荷 - 18 -
定义求解和载荷步选项 - 19 -
计算求解及后处理 - 19 -
- 21 -
第五章齿轮模态的有限元分析 - 22 -
模态分析的必要性 - 22 -
齿轮的固有振动分析 - 22 -
模态分析理论基础 - 22 -
模态分析简介 - 24 -
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齿轮的模态分析 - 25 -
将Pro/E 模型导入ANSYS 软件中 - 25 -
定义单元属性和网格划分 - 25 -
加载及求解 - 26 -
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查看结果和后处理 - 27 -
ANSYS模态结果分析 - 28 -
第六章全文总结与展望 - 31 -
全文总结 - 31 -
本文分析方法的优点 - 31 -
本文缺陷及今后改进的方向 - 32 -
参考文献 - 33 -
附录1 外文翻译 - 34 -
附录2 GUI操作步骤 - 41 -
致谢 - 45 -
第一章绪论
本文研究的对象是履带式拖拉机变速箱齿轮。随着履带式拖拉机性能和速度的提高,对变速箱齿轮也提出了更高的要求。改善齿轮传动性能,如提高承载能力、减轻重量、缩小外形尺寸、提高使用寿命和工作可靠性等,成为齿轮设计中的重要内容。履带式拖拉机变速箱齿轮广泛应用的是圆柱齿轮和圆锥齿轮,其中大约90%是直齿圆柱齿轮。变速箱齿轮工作应力很高,结构上要求重量轻、精度高,并具有足够承载能力和可靠性。齿轮传动失效主要发生在轮齿,主要失效形式有轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合和塑性变形等[1]。根据齿轮工作特点,在传递功率和运动过程中,轮齿齿根产生弯曲应力,齿面产生接触应力,齿面间相对滑动摩擦而产生磨损。齿轮主要失效特征是弯曲应力作用造成轮齿的变形和折断、接触应力作用而造成的表面疲劳剥落和摩擦作用而造成的磨损。在履带式拖拉机变速箱的维修中,失效齿轮有80%以上是由于面接触疲劳造成的。为了避免由于齿轮接触疲劳而引发的行驶事故,造成不必要的人员伤亡和经济损失,有必要对齿轮的齿面接触应力和齿根弯曲应力进行分析和评估,为变速箱齿轮传动的设计提供依据。
齿轮轮体破坏是重载机械齿轮必须避免的一种破坏形式,为避免由于齿轮共振引起的轮体破坏,有必要对齿轮进行固有特性分析,通过调整齿轮的固有振动频率使其共振转速离开工作转速。
齿轮弯曲应力研究现状
实验表明,齿轮的工作寿命与最大弯曲应力值的六次方成反比,因此最大弯曲应力略微减小,齿轮工作寿命即会大大提高[2