齿轮误差模型的建立 首先对齿轮精度理论进行了论述;然后重点分析了渐开线齿轮齿廓偏差及其分布规律,并实验验证了对其分布规律的分析,在此基础上,利用复杂表面误差建模方法,研究了齿面误差建模的方法,推导了理想齿面与齿面规范表面模型上对应点之间的数学关系;最后给出了含有齿廓偏差的齿轮模型建立的实例。齿轮的动静态接触分析。首先对齿轮接触有限元法进行了分析,阐述了经典赫兹理论和有限元求解的一般步骤;然后对齿轮分别采用 ANSYS 和ANSYS/LS-DYNA进行了静态和动态仿真,模拟计算在传动过程中齿面接触应力的大小及变化规律,对比分析理想齿轮和含有齿廓偏差的齿轮的仿真结果,研究齿廓偏差对齿面接触应力的影响。最后分析了齿轮规范表面模型在齿轮精度设计和强度设计中的重要价值。齿根弯曲应力分析与试验研究。对齿轮齿根弯曲应力分别采用解析法、有限元法和试验法三种方法进行分析计算,并把结果对比分析,其中在有限元法中,研究了两种不同载荷作用位置对仿真结果的影响。 随着信息技术的发展,传统的几何精度设计和控制方法已经不能适应现代制造技术的需求。现代制造技术的发展要求在产品的设计开发阶段就能充分考虑产品在制造、使用过程中的各种因素,能对产品进行客观评价,因此如何在三维 CAD系统中体现出公差的语义,并正确反映出制造过程中产品的几何偏差就变得非常重要。目前,CAD 系统只能给几何形体精确的数学表示,而有几何偏差的形体就不能准确地表示和模拟显示出来,实际的零部件都是含有一定几何偏差的变动体。在面向并行工程的产品设计、制造和分析中,变动体的建立对公差综合与分析有着至关重要的作用。在产品的设计开发阶段,如果能够合理的建立含有几何偏差的变动体,就可以用这个变动体来模拟真实的零件进行分析,进而可以模拟装配和测量,这样就可以更加真实的分析设计、制造的零部件是否能满足设计和功能要求,从而提高设计的合理性和一次试生产的成功率。因此基于公差建模方法开展对几何要素误差建模方法与技术的研究,以实现与三维 CAD 系统的集成应用,具有十分重要的学术意义和工程应用价值。
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