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重型电动轮自卸车轮缘减速器内齿圈强度分析

作　者: 马艳芳
导　师: 巩云鹏
学　校: 东北大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 轮缘减速器内齿圈参数化设计有限元分析均载修形
分类号: TH132.46
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文针对轮缘减速器在工作一段时间后内齿圈发生破坏而提出。文章基于轮缘减速器特殊的结构,对其内定轴轮系进行了介绍,分析了内齿圈接触应力和弯曲应力,重点分析了在不同的因素影响下内齿圈应力情况,并针对部分原因提出改进方法。本文首先利用Pro/E软件的参数化功能建立了精确的参数化渐开线圆柱齿轮模型,使得只需通过修改相关参数即可得到符合要求的模型,实现了模型建立的参数化；接着建立了Pro/E和ANSYS之间的接口,将模型准确导入ANSYS中进行分析,将CAD软件的强大的建模功能与CAE软件结合起来,扩大了其应用范围。然后以轴线平行和交叉角5°的两弹性圆柱体接触为算例充分验证了ANSYS分析结果的可靠性。接着对比分析了有无轴变形对内齿圈应力的影响,指出轴变形使得轮齿会出现一端接触,从而使得应力分布出现一边大的情况,这严重影响着齿圈的承载能力。最后分别取不同的轮缘厚度和齿宽分析了内齿圈的应力,根据分析提出了最合理的齿宽和轮缘厚度值；分析了均载系数为1.3以及存在花键间隙时齿圈的应力,得到影响齿圈接触强度和弯曲强度最主要的因素；提出了改进方法,即：对外齿轮修形为鼓形,取合理齿宽和轮缘厚度以及改进均载装置。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-26
  1.1 引言  10
  1.2 重型电动轮自卸车综述  10-16
    1.2.1 重型电动轮自卸车各部分结构功能  10-14
    1.2.2 重型电动轮自卸车发展情况  14-16
  1.3 齿轮应力研究综述  16-23
    1.3.1 解析计算方法  16-19
    1.3.2 实验研究方法  19-20
    1.3.3 数值计算方法  20-23
  1.4 课题的提出与主要研究内容  23-24
  1.5 本章小结  24-26
第2章轮缘减速器Pro/E建模  26-40
  2.1 引言  26
  2.2 Pro/E简介  26-27
  2.3 MT4400轮缘减速器的Pro/E建模  27-37
    2.3.1 轮缘减速器内部结构介绍  27-29
    2.3.2 标准渐开线直齿圆柱齿轮参数化建模  29-36
    2.3.3 生成减速器整体模型  36-37
  2.4 建立Pro/E与ANSYS接口  37-39
  2.5 结论  39-40
第3章有限元问题概述  40-60
  3.1 引言  40
  3.2 有限单元法  40-42
    3.2.1 有限单元法基本原理  40-42
    3.2.2 有限元结果评价  42
  3.3 ANSYS软件简介  42-43
  3.4 接触问题的有限元算法  43-48
    3.4.1 接触应力  43-45
    3.4.2 接触问题概述  45
    3.4.3 接触问题有限元解法  45-48
  3.5 ANSYS接触分析  48-50
    3.5.1 接触分析类型  48
    3.5.2 接触方式  48-49
    3.5.3 接触对的建立  49
    3.5.4 ANSYS求解接触问题的方法  49-50
    3.5.5 接触分析中实常数的设置  50
  3.6 ANSYS接触分析算例  50-58
    3.6.1 两轴线平行圆柱接触分析  50-54
    3.6.2 轴线交叉两圆柱分析  54-58
  3.7 结论  58-60
第4章内齿圈强度分析  60-70
  4.1 引言  60
  4.2 载荷计算  60-61
  4.3 不考虑轴变形影响  61-66
    4.3.1 接触应力计算  61-65
    4.3.2 弯曲应力计算  65-66
  4.4 考虑轴变形影响  66-69
    4.4.1 接触应力计算  66-69
    4.4.2 弯曲应力计算  69
  4.5 结论  69-70
第5章不同因素对齿圈应力的影响  70-88
  5.1 引言  70
  5.2 齿宽B对齿圈应力的影响  70-72
    5.2.1 齿宽B对齿圈接触应力的影响  70-71
    5.2.2 齿宽B对齿圈弯曲应力的影响  71-72
  5.3 轮缘厚度H对齿圈应力的影响  72-73
    5.3.1 H对齿圈接触应力的影响  72
    5.3.2 H对齿圈弯曲应力的影响  72-73
  5.4 均载系数对齿圈应力的影响  73-81
    5.4.1 均载装置的选择  73-74
    5.4.2 综合啮合误差  74-79
    5.4.3 均载系数对齿圈接触应力的影响  79-81
    5.4.4 均载系数对齿圈弯曲应力的影响  81
  5.5 内齿圈浮动偏移对齿圈应力的影响  81-85
    5.5.1 内齿圈浮动偏移量的确定  81-83
    5.5.2 内齿圈浮动对齿圈接触应力的影响  83-84
    5.5.3 内齿圈浮动对齿圈弯曲应力的影响  84-85
  5.6 改进措施  85-86
    5.6.1 齿向修形  85-86
    5.6.2 均载结构改进  86
  5.7 结论  86-88
第6章结论与展望  88-90
  6.1 本文研究的重点及结论  88
  6.2 进一步的工作展望  88-90
参考文献  90-94
致谢  94

重型电动轮自卸车轮缘减速器内齿圈强度分析

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