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(dòng)時(shí)明顯地減少噪聲和振動(dòng)，可以獲得很大的傳動(dòng)比，對(duì)安裝誤差敏感性小，因而得到非常廣泛的應(yīng)用。本文以某發(fā)射裝置末級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)中的弧齒錐齒輪為研究對(duì)象，運(yùn)用MATLAB、VB、SolidWorks和ANSYS等工具，對(duì)其接觸問(wèn)題進(jìn)行了研究。本文主要研究?jī)?nèi)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(guò)程中之間的相對(duì)位置關(guān)系，建立了刀具坐標(biāo)系、機(jī)

2、床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系等坐標(biāo)系，詳細(xì)地推導(dǎo)了各坐標(biāo)系之間的矩陣轉(zhuǎn)換，通過(guò)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(lái)表示齒面方程，以方便其在MATLAB中實(shí)現(xiàn)，為后續(xù)建立弧齒錐齒輪模型奠定了基礎(chǔ)。
　　 2.根據(jù)推導(dǎo)的齒面方程，運(yùn)用MATLAB編程計(jì)算出齒面上的數(shù)據(jù)點(diǎn)，導(dǎo)入SolidWorks，基于SolidWorks API技術(shù)，利用VB編程創(chuàng)建輪齒曲面，運(yùn)用曲面裁剪、縫合

3、等操作，創(chuàng)建一個(gè)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(guān)系裝配，為后面有限元分析提供基礎(chǔ)。利用VB編程檢驗(yàn)插值曲面，以保證齒面誤差符合有限元分析的要求。
　　 3.結(jié)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(yàn)驗(yàn)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(guān)系曲線(xiàn)，分析了大