渐开线圆柱齿轮传动智能设计及啮合仿真分析

渐开线圆柱齿轮传动智能设计及啮合仿真分析
出版时间： 2016

内容简介
　　渐开线圆柱齿轮传动是机械设备中*常用、*典型的传动形式，其设计制造的智能化水平对实现现代机械产品开发的智能化具有至关重要的作用。《渐开线圆柱齿轮传动智能设计及啮合仿真分析》对渐开线圆柱齿轮传动的智能设计与啮合仿真分析技术进行了系统研究与实现。首先根据齿轮传动原理实现了渐开线圆柱齿轮传动的参数化初步设计及强度校核，然后基于精确的边界约束对齿轮传动进行了结构优化，并对齿轮变位系数的优选进行了探讨。为了对圆柱齿轮传动的啮合性能及强度进行精确分析，利用现代CAD与CAE技术，在ANSYS平台下实现了圆柱齿轮传动的参数化有限元建模与啮合仿真分析，有效获取了齿轮传动过程中任意啮合位置的啮合特性，为齿轮疲劳寿命分析及进一步优化提供依据。《渐开线圆柱齿轮传动智能设计及啮合仿真分析》可作为高等院校机械类专业研究生和教师的参考书或教材，也适于机械传动尤其是齿轮传动相关领域的科研技术人员阅读，还可供从事数字化设计与仿真分析的高校师生及技术人员参考。
前言
第1章 概述
1．1 渐开线圆柱齿轮传动及其应用特点
1．2 渐开线圆柱齿轮传动参数化设计及优化技术
1．2．1 渐开线圆柱齿轮传动参数化设计
1．2．2 渐开线圆柱齿轮结构优化
1．2．3 渐开线圆柱齿轮变位系数优选
1．3 渐开线圆柱齿轮传动仿真分析技术
1．3．1 渐开线圆柱齿轮参数化实体建模
1．3．2 渐开线圆柱齿轮静接触分析
1．3．3 渐开线圆柱齿轮瞬态啮合仿真分析
1．4 本章小结
参考文献
第2章 渐开线圆柱齿轮传动参数化设计及强度校核
2．1 参数化设计及强度校核的总体流程
2．2 渐开线圆柱齿轮传动参数化初步设计
2．2．1 初步设计的详细流程
2．2．2 齿轮传动参数化设计的实现过程
2．3 初步设计及强度校核过程中的数据自动查取
2．3．1 初步设计及强度校核过程中的数据处理方法
2．3．2 工程数据自动查取的实现
2．3．3 工程数据处理的细节问题
2．4 本章小结
参考文献
第3章 基于精确约束条件的渐开线圆柱齿轮结构优化
3．1 渐开线圆柱齿轮结构优化的理论基础
3．1．1 优化变量
3．1．2 目标函数
3．1．3 约束条件
3．2 基于精确约束条件的渐开线圆柱齿轮结构优化方法
3．2．1 渐开线圆柱齿轮结构优化中的强度约束条件分析
3．2．2 精确约束条件优化方法的实现过程
3．3 两级渐开线圆柱齿轮联合优化问题的数学模型
3．3．1 联合优化问题的优化变量
3．3．2 联合优化问题的目标函数
3．3．3 联合优化问题的约束条件
3．3．4 两级传动联合优化的细节问题
3．4 两级渐开线圆柱齿轮结构优化及对比分析
3．4．1 两级渐开线圆柱齿轮结构优化计算
3．4．2 与传统优化方法的对比分析
3．5 本章小结
参考文献
第4章 渐开线圆柱齿轮变位系数的优选
4．1 变位系数对齿轮强度的影响及选择原则
4．1．1 变位系数对齿轮强度的影响
4．1．2 变位系数的常用选择原则
4．2 渐开线圆柱齿轮变位系数优选的数学模型
4．2．1 渐开线圆柱齿轮变位系数优选的实现
4．2．2 变位系数优选问题的优化变量
4．2．3 变位系数优选问题的目标函数
4．2．4 变位系数优选问题的约束条件
4．3 单级渐开线圆柱齿轮变位系数优选及对比分析
4．3．1 单级渐开线圆柱齿轮变位系数优选计算
4．3．2 与传统优选方法的对比分析
4．4 本章小结
参考文献
第5章 基于B样条曲面的渐开线圆柱齿轮精确建模
5．1 面向CAE分析的渐开线圆柱齿轮精确造型方法
5．1．1 渐开线圆柱齿轮齿廓曲面成形原理
5．1．2 渐开线圆柱齿轮参数化精确建模方法
5．2 基于均匀双三次B样条插值的齿面造型
5．2．1 基于IGES接口的均匀双三次B样条曲面插值技术
5．2．2 渐开线圆柱齿轮齿面点阵的提取
5．2．3 齿轮齿廓曲面的形成
5．3 基于IGES曲面与APDL命令流的齿轮实体建模
5．3．1 APDL实现齿轮建模参数化的方法
5．3．2 渐开线圆柱齿轮实体模型的生成
5．4 渐开线圆柱齿轮参数化无侧隙啮合装配
5．5 本章小结
参考文献
第6章 渐开线圆柱齿轮传动啮合仿真分析
6．1 齿轮啮合仿真分析方法
6．1．1 齿轮啮合弹性接触基本原理
6．1．2 齿轮啮合仿真分析实施步骤
6．2 渐开线圆柱齿轮传动有限元建模
6．2．1 基于重合度的齿轮副简化实体建模
6．2．2 齿轮副自适应映射网格模型生成
6．2．3 齿轮副齿面接触模拟
6．3 渐开线圆柱齿轮瞬态啮合仿真分析
6．3．1 瞬态啮合分析实现方法
6．3．2 瞬态啮合性能分析
6．4 渐开线圆柱齿轮副任意啮合位置静接触分析
6．4．1 齿轮副任意位置啮合的实现方法
6．4．2 齿轮副静接触分析
6．5 本章小结
参考文献
第7章 影响渐开线圆柱齿轮仿真分析的关键因素
7．1 影响齿轮啮合仿真分析的主要因素
7．2 齿轮结构参数对啮合性能的影响
7．2．1 齿根圆角半径的影响
7．2．2 齿宽的影响
7．3 计算参数对齿轮啮合仿真的影响
7．3．1 网格密度的影响
7．3．2 载荷系数的影响
7．3．3 摩擦系数的影响
7．3．4 接触刚度系数的影响
7．4 本章小结
参考文献
第8章 渐开线圆柱齿轮传动智能设计及仿真分析系统开发
8．1 系统的开发思路及总体框架
8．1．1 开发思路
8．1．2 总体框架
8．1．3 各模块功能简介
8．1．4 系统开发工具及运行环境
8．2 渐开线圆柱齿轮传动参数化结构设计及优化系统开发
8．2．1 目标函数及约束条件
8．2．2 优化算法的选择及设置
8．2．3 优化模块动态链接库文件的生成
8．3 面向ANSYS应用平台的渐开线圆柱齿轮啮合仿真分析系统开发
8．3．1 ANSYS参数化设计语言
8．3．2 系统与ANSYS平台的参数交互
8．3．3 应用实例
8．4 本章小结
参考文献
附录