基于有限元方法齒輪精確建模及傳動精度分析.pdf

1、隨著機械裝備朝著高精度、高負載的方向發(fā)展，對齒輪系統(tǒng)傳動精度有更高要求。但是，由于齒輪制造加工過程的誤差、系統(tǒng)支撐剛度的作用，齒輪系統(tǒng)傳動精度受到影響。為了提高齒輪系統(tǒng)傳動精度，必需要掌握誤差以及支撐剛度與齒輪傳動精度內在聯系。有限元方法是研究齒輪傳動精度最為高效、準確、直觀的一種方法，但是，目前網格劃分方法以及有限元求解方法已經無法定量分析齒輪傳動精度問題。為此，基于有限元接觸理論，本文提出基于直齒輪瞬時接觸線法，建立點對點精確接觸模

2、型；基于螺旋線旋轉拉伸法，建立斜齒輪精確接觸模型；定量嵌入齒輪誤差和支撐剛度，引用準靜態(tài)方法分析齒輪傳動系統(tǒng)精度，具體內容如下：
　　為參數化建模奠定理論基礎，本文基于漸開線直齒輪幾何學理論，求解漸開線、齒根圓、齒頂圓參數方程，根據齒輪刀具加工過程中的共軛嚙合理論，編程求解齒輪過渡曲線參數方程；同時介紹了漸開線螺旋面參數方程，求解斜齒輪瞬時接觸線。結合有限元接觸理論，首次提出點對點精確接觸模型概念，為定量分析誤差、支撐剛度與傳動精

3、度關系奠定基礎。
　　為實現直齒輪有限元模型精確接觸，本文基于齒輪瞬時接觸線方法，編程求解直齒輪端面瞬時嚙合點，經矩陣變換，離散漸開線部分接觸點。對漸開線上與齒頂圓和過渡曲線特別近的離散點，進行“融合”處理。將點對點精確接觸模型和自由網格劃分模型計算結果與理論值進行對比，驗證模型準確性；通過比較接觸位置節(jié)點不同錯位量對應力結果影響，分析節(jié)點錯位量與求解精度與求解效率之間關系。
　　為研究直齒輪整周期傳動精度分析，本文闡述準靜

4、態(tài)物理模型，并進行準靜態(tài)有限元齒輪接觸設置。基于瞬時接觸線法建立的直齒輪接觸模型，添加并分析齒廓、偏心、齒距累積誤差、支撐剛度對齒輪傳動精度影響規(guī)律。簡化傳動系統(tǒng)支撐，用彈簧等效支撐件，箱體軸承孔兩兩之間建立關聯彈簧，分別考慮軸承、箱體剛度對傳動精度影響。
　　為實現斜齒輪精確建模及傳動精度分析，本文通過分析比較斜齒輪基于瞬時接觸線法、螺旋線旋轉拉伸法建模，并對相同齒輪參數不同有限元模型進行分析靈敏度分析，為斜齒輪精確參數化建模提