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1、基于ANSYS的变速器齿轮分析研究,指导教师：范鑫答辩人：刘巧云,2012年6月,毕业论文答辩,第三章 内容要点和结论,3,第一章 选题概述,1,第二章 论文思路和基本框架,2,第四章 总结与展望,4,第五章 致谢,5,6,目录,研究背景 随着计算机技术的日益普及和FEA技术的蓬勃发展，人们已经广泛采用计算机有限元仿真分析来作为齿轮强度校核的方法。而齿轮传动向重载、高速、低噪、高可靠性方向发展，现代齿轮设计对齿轮传动系统的静、动态特性提出了更高的要求。,1.第一章 选题概述,研究意义 为了避免由于齿轮接触疲劳而引发的行驶事故，和由于齿轮共振引起的轮体破坏，造成不必要的人员伤亡和经济损失，为变速
2、箱齿轮传动的设计提供依据。研究目的 改善齿轮传动性能，在保证结构安全可靠运行的条件下，提高设计制造的效率，降低设计研制成本。,论文思路 开发用于汽车变速箱齿轮的设计平台，在此平台上完成齿轮的三维模型设计，对轮齿进行弯曲有限元分析，获得齿轮弯曲应力，为齿轮的参数设计和工作可靠性提供依据。最后对齿轮进行固有特性分析，得到系统的固有频率和主振型。,2.第二章 论文思路和基本框架,论文基本框架,打开ANSYS软件，根据齿轮渐开线生成原理，建立齿轮三维实体模型。根据已知参数生成一个完整的轮齿端面(平面)实体和轮毂实体,再拉伸生成一个轮齿实体,然后经过旋转复制、实体融合(merge)或者布尔(Boolea
3、ns)运算操作生成一个齿轮实体。如右图：,3.第三章 主要内容和结论,根据计算对象的具体情况(边界变化情况、应力变化情况等)、计算的精度要求、计算机容量大小、计算的经济性，以及是否有合适的程序等等因素进行全面分析比较，选择合适的单元形式。网格划分如下图：,齿轮弯曲应力有限元分析,施加位移约束：对齿轮内孔分别对X、Y、Z三个方向上的平动和转动进行约束。如左图；施加载荷：对齿轮其中一个轮齿的齿顶圆上的节点施加圆周力与径向力，如右图。,由位移矢量图可得齿轮在外力的作用下齿轮的最大变形量为0.448E-7cm，变形量不大。如下图：,结论,等效应力图 浏览节点上的等效应变和应力值，如下图：,有限元分析的
4、弯曲应力的结果和传统方法的结果 由上表可知，有限元法分析的是整个轮齿的应力分布情况，而传统方法只能计算齿根处的弯曲应力，没有将齿顶处的应力集中考虑在内；对于齿根处的弯曲应力，从等效应力分布图中可以看出齿根处得应力为128.158左右，而传统方法计算为454MPa，用传统方法得到的结果具有一定的裕度。,模态分析,列表显示固有频率,动画显示模态结果,4.第四章 总结与展望,本文首先通过ANSYS对齿轮进行静强度分析，齿轮的静强度分析为齿根弯曲强度分析。在静强度分析之后再对齿轮进行模态分析，为以后齿轮的瞬态动力学分析做准备。通过本次论文，使我了解了ANSYS的相关知识，并对其结构分析模块的静力学分析
5、，齿根弯曲强度分析和模态分析进行了深入了解。ANSYS能方便我们对设计的结构进行有限元分析，能够提高我们设计的效率和精确性。,ANSYS中单元属性的选择，网格的划分方法，以及求解选项的设置，求解器的选择都会影响计算的结果和精度。因此，不同的人用ANSYS分析同一个设计结构得到的结果可能不同。要想提高分析的精度，这就要求我们对ANSYS中各参数做出合适的设置。,大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够顺利完成，要特别感谢我的导师范老师，感谢各位系的老师的关心和帮助。最后向所有关心和帮助过我的人表示真心的感谢。,5.第五章 致谢,谢谢观赏,2012.06,毕业论文答辩,
