1. 研究目的与意义
课题研究是的目的及意义:
1)指导齿轮设计。通过有限元仿真可以了解到齿轮啮合过程中的应力大小及分布规律,对齿轮的设计具有指导意义。2)深化齿轮研究。在有限元中通过改变各种参数,并将计算结果与国标进行对比,可以研究各种参数对齿轮强度的影响,从而深化对齿轮的研究。3)检测齿轮性能。通过仿真分析可以对齿轮的工作状态和运行行为进行模拟,及早发现设计缺陷,并证实其功能和性能的可用性与可靠性,降低产品设计阶段所需要的费用,节省人力、物力开支,提高企业的生产效率、增加企业利润。2. 国内外研究现状分析
1. 三维齿轮建模
要利用有限元法求解齿轮强度并获得精确的计算结果,创建精确的齿轮模型是关
键,而建模的关键步骤是创建出精确的齿廓曲面。进入90年代以后,随着各种大型cad软件陆续登陆中国,建立齿轮模型的工作才逐渐开展起来,先是二维模型,然后是三维模型。特别是当高端软件出现之后,已经为建立精确的齿轮模型提供了足够的外部条件。现在主流的三维cad软件有pro/e,ug,catia等,许多高校、研究院所在这方面己经做了大量的工作,提出了许多优秀的建模方法,昆明理工大学的王晓勇,基于ug的章动齿轮减速器建模和仿真研究;同济大学的麻连荣,基于pro/e的圆柱齿轮减速器参数化以d系统的研究与开发;太原理工大学刘昆民,研究了圆柱齿轮减速器的快速设计技术工。齿轮的仿真模型日益精确,实现了建模的参数化和程序化。
3. 研究的基本内容与计划
课题研究的内容:以发动机前端齿轮为研究对象,旨在通过有限元分析、疲劳分析等分析,在计算机仿真环境下对齿轮的应力大小、分布和疲劳寿命进行分析和预测,为齿轮的设计和分析提供一套有效的方法。具体内容包括:1. 通过ug软件对发动机前端齿轮传动系统进行三维建模;2通过ansys软件对齿轮动态弯曲应力 接触应力进行有限元计算与分析.;
1~3周 (2月12日~3月5日)查阅相关资料,完成开题报告。安装并开始学习ug,ansys软件,仔细阅读相关资料并吸收消化,尝试用ug对齿轮建模。
4~7周 (3月12日~4月2日)熟悉并能熟练运用ansys软件,利用ansys初步导入齿轮模型,对其施加载荷进行分析,施加弯扭矩,在弯曲工况和弯扭工况下对其分析。基于理论知识方面再对齿轮进行分析。
4. 研究创新点
运用现代设计方法,利用UG建立齿轮的实体有限元模型,考虑齿轮的具体受力方式,对不同的构件进行合理的简化和近似,对相关结构及连接方式进行离散
