某型斜齿圆柱齿轮设计与动态特性分析.doc

摘要:斜齿轮是啮合线是斜线的圆柱齿轮，传动效率要高于直齿圆柱齿轮且传动平稳，其在机械传动中、尤其是高速重载场合被广泛使用。

斜齿轮传动的平稳度跟分度圆柱面上的螺旋角大小有关，而螺旋角则会影响啮合齿轮间的重合度，当后者的值越大的时候，虽然有利于运动平稳跟降低噪声的要求，但会导致轴向分力增大，轴向分力使装置间摩擦力增大并可能致使装置磨损或损坏。

本文以某型斜齿圆柱齿轮作为研究对象，通过SolidWorks软件来建立斜齿轮的三维实体模型，并且基于ANSYS Workbench的仿真环境对斜齿轮进行静动态分析，导入模型后划分网格获得三维有限元模型，施加载荷并求解获得齿轮的静态特性，以得到斜齿轮所受最大应力的位置和大小判断斜齿轮的强度是否达到设计要求。通过模态分析得到斜齿轮前10阶固有频率的振型图以及对应的振型，通过谐响应分析得出斜齿轮在一定振动频率范围内在力载荷作用下的最大位移响应，以及其位移响应值随斜齿轮所受振动频率的变化曲线，得知齿轮的固有频率避免其在激励作用下的共振作用。

关键词：斜齿圆柱齿轮；动态特性；有限元分析

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题的研究背景、意义和目的-1

1.2 国内外研究现状-3

1.3 课题主要研究内容-3

2 斜齿圆柱齿轮的三维造型设计-5

2.1 确定斜齿圆柱齿轮的主要参数-5

2.2 斜齿圆柱齿轮的绘制-6

3 建立斜齿圆柱齿轮的有限元模型-8

3.1 导入三维实体模型-8

3.2 设置斜齿轮的材料属性-8

3.3 添加约束条件-8

3.4 有限元网格的划分-9

4 基于ANSYS Workbench的斜齿轮的静力学分析-10

4.1 结构静力学分析-10

4.2 对模型施加载荷-10

4.3 运行分析并求解-11

5 基于ANSYS Workbench的斜齿轮动力学分析-12

5.1 模态分析-12

5.2 对斜齿轮进行模态分析-12

6 谐响应分析-16

6.1 斜齿轮的谐响应分析-16

6.2 后续数值细化-19

结    论-20

参 考 文 献-21

致    谢-22