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    拖拉機行星齒輪的有限元分析

    發布于:2016-06-10 21:32
    有限元分析

          隨著“三農”政策的落實,我國農業機械化在調整和反哺中進入快速發展的戰略機遇期。科技的進步,要求農業機械向大功率、功能強、使用更方便的方向發展。大功率拖拉機由于動力充足,一次作業可實現犁、耙、播、施肥等多項作業,減少了對土壤的壓實,提高了搶時播種的功效,得到了新疆、東北等廣大農區的青睞。我國現有大功率輪式拖拉機存在傳動系統可靠性差、動力輸出軸早期損壞嚴重等質量問題,國家和企業也加大了技術、資金投入,加強對其關鍵技術的開發和質量攻關,以解決零部件可靠性問題,提高整機質量。特別是近幾年,對其關鍵部件—多擋變速箱的研究已成為重點之一,而在中低速、重載傳動中傳遞大轉矩的大規格的行星齒輪也隨之有了較大的發展。
          齒輪傳動是靠輪齒間相互交替的嚙入、嚙出傳遞運動和動力的,輪齒受載后的齒形變化不僅影響傳動精度、降低工作效率,而且在輪齒與輪齒之間發生連續的沖擊和齒面摩擦,從而產生振動而輻射噪聲,這種振動通過軸、軸承和箱體又會引起各元件的振動并向外輻射更大的噪聲。事實證明,很小的齒形變化將會使齒輪傳動中產生很大的振動及噪聲。由于行星齒輪使用材料優質、結構復雜,制造和安裝都比較困難,為盡可能降低成本,在設計階段對行星齒輪傳動的受力和變形情況進行分析,對于重型機械的發展具有重大的現實意義。對于行星齒輪的有限元分析,國內已經有許多學者進行了大量的研究,但大多數采用較簡單的四面體單元,并采用自由網格劃分法,對于受力情況復雜的齒輪而言,得到的有限元模型質量不高。同時,假設整個齒廓的受力情況相同,從而將整個輪齒劃分成均勻網格,這對于存嚙入嚙出沖擊、振動等不同受力情況的齒輪也引入了很大的誤差。
          本研究以2K-H型行星齒輪為例,采用參數化結構設計,在Pro/e中建立幾何模型,通過Pro/e和ANSYS的無縫連接接口,將模型數據毫無丟失地導入有限元分析軟件ANSYS中,避免了ANSYS幾何建模功能相對專業的CAD軟件較弱的不足,采用二次六面單元(SOLID95),使用掃掠網格劃分,并對齒根和齒頂進行精細的網格劃分,得到質量較高的有限元模型,并對其進行詳細的受力和變形分析。


                                                                                      專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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