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大型船用二级人字齿轮传动有限元分析
| 论文题名： | 大型船用二级人字齿轮传动有限元分析 |
| 关键词： | 大型船用二级人字齿轮传动;3D模型;静态接触分析;动态接触分析 |
| 摘要： | 船用齿轮传动系统是船舶动力装置的重要组成部分,随着船舶高速化、大型化与重载化的发展,对船用齿轮传动系统的承载能力与传动平稳性提出了更高的要求.因此,深入研究船用多级齿轮传动系统,对于优化系统参数、提高其安全性、可靠性有着重要的理论指导意义.与普通齿轮副相比,船用人字齿轮系统的重合度高,尺寸大,力学特征复杂,研究难度大.如何建立该系统的合理模型,是研究该系统力学特征的关键所在.本文应用大型商用有限元软件ANSYS,对某一大型船用二级人字齿轮传动系统进行了静态与动态分析.具体研究内容如下:(1)介绍了船用二级人字齿轮系统的基本概况.分析了该系统的组成、工作原理,并计算了系统各齿轮的几何参数及额定工况.(2)建立船用人字齿轮系统的3D模型.采用CAD软件Pro/E,实现船用人字齿轮3D实体的精确建模,并对模型进行标准装配.同时将已装配的齿轮模型导入ANSYS软件,进行网格划分.(3)对船用人字齿轮传动进行静态接触分析.在ANSYS软件中,定义内圈与旋转轴上质量节点间为刚性区域,确定齿轮的旋转自由度,施加载荷并定义边界条件,定义3D接触单元,进行有限元计算,分析系统的静态承载能力.(4)对船用人字齿轮传动进行动态接触分析.在非线性动力学模块ANSYS/LS-DYNA中,定义齿轮内圈为刚性体,确保刚性体的质心与齿轮旋转轴相重合,在刚性体上施加载荷并定义边界条件.把相啮合齿面定义为面面接触对,进行动态接触求解,分析啮合过程应力的变化趋势.研究结果表明:在额定载荷下,各人字齿轮的最大应力均未超过材料的许用应力.在整个传动过程中,人字型齿轮副接触压力与应力变化较小,传动平稳.在轮齿啮入与啮出时,齿顶与齿根处有较小的应力集中.本文合理解决了部分轮齿模型的力矩施加问题. |
| 作者： | 胡社来 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 刘正林;李国栋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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