基于ANSYS的齒輪接觸應力與嚙合剛度研究.pdf

1、齒輪接觸強度是齒輪強度設計的主要準則之一。齒輪單、雙齒交替嚙合時，由輪齒彈性變形引起的剛度激勵使齒輪產生振動和噪聲。齒形誤差改變理想齒廓形狀，影響齒輪的接觸強度與嚙合剛度。本文基于有限元方法研究齒形誤差對齒輪接觸應力的影響和齒形誤差、齒輪所受載荷、齒輪齒數(shù)模數(shù)等因素對齒輪嚙合剛度的影響。
　　本文主要研究內容如下:
　　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ANSYS的APDL語言，基于理想齒廓方程

2、，建立了理想齒廓齒輪實體模型。然后，對齒輪實體模型進行初步有限元網格劃分，進而基于刪除接觸區(qū)單元節(jié)點-重建接觸區(qū)實體-等比細分實體的方法細化齒輪接觸區(qū)部分，得到了精細化的理想齒廓齒輪有限元模型。最后，基于精確移動理想齒廓齒輪有限元模型接觸區(qū)節(jié)點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，研究齒形誤差對齒輪接觸應力的影響。得到了嚙合周期內理想齒廓齒輪和誤差齒廓齒輪的最大接觸應力隨嚙合位置的變化曲線。結果表明，理

3、想齒廓齒輪接觸應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齒輪嚙合剛度的影響。首先，建立嚙合周期內多個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，得到了嚙合周期內有、無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。結果表明齒輪模數(shù)不能