基于ANSYS的齿轮泵齿轮接触有限元分析及优化设计开题报告

 2021-12-09 05:12

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1 研究目的及意义

齿轮泵属于容积式回转泵的一种,它是利用一对啮合齿轮和泵壳组成吸入腔和排出腔,齿轮脱开侧体积减小、压力降低,液体被吸入并随着齿轮旋转带到泵出口,在啮合侧体积减小、压力增大,将液体挤出,随着齿轮的不断旋转完成吸排液工作。其具有结构简单、尺寸小、重量轻、制造容易、运转可靠、价格低廉、维修方便等优点,被广泛应用于机床、农林、船舶、飞机、汽车、石化机械等行业。齿轮泵按啮合方式的不同,可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵,在实际应用中又以外啮合齿轮泵为多。

齿轮是齿轮泵的关键部件,在实际工作情况下需要承受复杂的载荷,还是最容易出故障的部件之一。齿轮传动中的主要失效形式有轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等,这些问题会导致传动性能下降,从而影响齿轮泵的工作性能,使工作效率降低,进而影响整个系统的正常运转,因此有必要对齿轮接触状态的力学性能进行评估、校核。通过三维建模软件solidworks进行建模,导入ansys workbench进行有限元分析,可以更加清楚地了解齿轮在运行过程中的应力应变分布和变化情况,为进一步优化齿轮结构,提高齿轮泵工作稳定性和可靠性提供依据。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究基本内容

1) 以实际齿轮泵为例,确定齿轮的基本参数包括尺寸,材料等,然后运用三维建模软件solidworks对齿轮泵进行建模,为后面的有限元分析分析提供分析模型。

2) 根据实际工况计算其施加转速、扭矩和边界条件。在ansys workbench中导入模型进行齿轮的动力仿真分析,根据仿真结果分析其应力分布。

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3. 研究计划与安排

1-3周:查阅中外文献,了解齿轮接触有限元分析的背景,对三维建模和有限元分析进行初步认识,学习国内外学者研究的方法和结论,完成文献综述和开题报告。

4-7周:熟悉动力微分方程有关知识,学习solidworks和ansys的基本理论和方法,掌握其在解决齿轮接触问题上的应用方法。

8-12周:利用solidworks对实际齿轮泵的齿轮进行建模,导入ansys workbench进行动力仿真分析,利用分析结果对齿轮结构进行优化。

3-15周:完成毕业设计论文,准备论文答辩。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]梁竞夫,张浩.基于ansys workbench的齿轮接触应力分析[j].机械管理开发,2016,31(07):27-29.

[2]蓝娆,杨良勇,罗昌贤.基于ansysworkbench的齿轮接触应力分析[j].中国新技术新产品,2011(15):1.

[3]吕纯洁.基于ansys的齿轮接触应力分析[j].洛阳理工学院学报(自然科学版),2012,22(03):34-37.

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