齿轮传动轴的结构静力学分析及优化设计.doc

摘要：齿轮传动轴是机器中的重要零件之一，其主要作用是支撑回转零件、实现回转运动并传递转矩和动力。齿轮传动轴的失效将直接影响着机械传动，从而影响着整个运动过程。对齿轮轴进行有限元分析，确定其受力，观察受力之后的位移、应力云图，通过云图数据结果验证齿轮轴的强度和刚度设计的合理性。本次设计使用hypermesh12.0软件，在软件中建立载荷和约束条件，通过一些基本参数进行计算求解来完成有限元分析仿真。得出结论并根据结论进行优化，同优化前的结果进行比较。结论表明，优化后的齿轮轴改变了应力集中的位置。通过静力学的分力概念，改变了施加力的大小和方向，齿轮轴最大变形减少了百分之82，最大应力降低了百分之55，实现了结构优化的预期目标。

关键词：齿轮轴；有限元分析；HyperMesh；优化设计

目录

摘要

Abstract

第一章  绪  论-1

1.1课题研究背景与意义-1

1.2有限元分析的概念-1

1.3有限元国内外发展状况-1

1.4课题研究内容与目标-3

第二章  零件建模的过程-4

2.1UG NX软件的概述-4

2.2零件图的分析-4

2.3零件的建模-5

第三章  有限元分析-8

3.1HyperMesh软件的概述-8

3.2HyperMesh的优势-8

3.3基本假设-8

3.4有限元分析模型建立

3.4.1齿轮轴的几何模型编辑-8

3.4.2网格划分-10

3.4.3材料及属性的创建-11

3.4.4施加约束和载荷-12

第四章  计算结果分析与优化-15

4.1应力与变形分析-15

4.2优化设计-16

第五章  总  结-18

致  谢-19

参考文献-20