凹凸啮合齿轮接触强度计算的分形方法研究

合肥工业大学

硕士学位论文

凹凸啮合齿轮接触强度计算的分形方法研究

姓名：仰荣德

申请学位级别：硕士

专业：机械制造及其自动化

指导教师：黄康

20090301

凹凸啮合齿轮接触强度计算的分形方法研究

凹凸啮合齿轮接触强度计算的分形方法研究

摘要

目前齿轮表面接触的研究普遍建立在Ｈｅｒｔｚ接触理论上，而以微线段齿轮和双圆弧齿轮为代表的凹凸啮合齿轮接触计算则是利用有限元和电测法导出的经验工程公式，由于公式中有很多不确定参数的存在，从而导致了计算结果不稳定。

分形理论的研究对象是非线性系统中及不规则的几何形体。它自８０年代被提出以来在自然科学和社会科学的众多领域得到广泛的应用，作为一种新的研究方法，在非线性研究领域有着自身的优势。

针对上述问题，本文首次提出了凹凸啮合齿轮传动接触强度计算的分形方法。在简要介绍了求解接触问题的一般过程及分形理论的基本概念之后，以双圆弧齿轮为例，建立了其接触强度计算的分形模型，并进行了求解；用Ｐｒｏ／Ｅ三维软件建立了参数化齿轮模型并用有限元软件ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ进行了有限元分析；最后将用有限元方法、传统经验公式、分形方法计算同一对啮合齿轮的接触应力同实验数据进行了比较分析。

本文的研究结果表明，利用分形理论计算凹凸啮合齿轮传动的接触强度的方法是可行的，而且与传统计算方法相比．，能够大大减少各种经验系数确定的随意性；与有限元方法相比，能够大大降低计算的复杂程度。

关键词：齿轮接触强度分形理论有限元

凹凸啮合齿轮接触强度计算的分形方法研究

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