《基于ANSYS汽车发动机前端齿轮的接触应力分析》-毕业论文（设计）.doc

PAGE 南京林业大学 本科毕业设计（论文） 论文题目：基于ANSYS汽车发动机前端齿轮的接触应力分析 院 系：机械电子工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化（机械电子工程） 姓 名： 学 号：080301508 指导老师： 摘要 在汽车行业中，有限元法广泛应用于各大汽车总成，包括车架、车身、车桥、离合器、轮胎等零部件以及驾驶室噪声分析，大大提高了汽车设计水平，大幅度提高了汽车的设计水平，减少了试验次数，缩短了开发周期，正在成为设计计算的强有力工具。利用ANSYS进行有限元计算，分析了渐开线斜齿轮啮合最不利加载线位置,并在此位置对齿轮施加载荷，提高齿轮强度分析计算的精度，为齿轮的设计提供更准确的数据。同时，研究不同的过渡圆角对齿根最大接触应力的影响，可以为提高轮齿弯曲强度的表面硬化热处理方法提供定量依据。 本文基于CAD/CAE,对发动机前段齿轮做了一下几方面工作: 1．利用Pro/e软件强大参数建模方法建立渐开线齿轮的三维实体模型。 在PRO/E 4.0中，通过绘制渐开线的方法创建渐开线齿轮相对来说比较复杂。 2．发动机齿轮接触应力的有限元计算 将Pro/e中的一对齿轮以IGES格式文件导入到ANSYS中生成有限元模型，并设置合理的接触对，对齿轮的模型及其边界条件进行适当的简化，计算出齿轮在运动过程中几个极限的接触点，再施加约束和载荷，分析这几个极限情况下，齿轮啮合的接触应力变化。 3. 发动机齿轮接触应力的理论值计算 根据机械设计理论，用赫兹应力公式计算出接触应力的理论值，和有限元计算的结果进行比较分析。发现赫兹应力公式的计算结果要比有限元大一点。实际上，滑动的大小和方向、摩擦系数、润滑状态等，都会影响实际接触应力的大小，而赫兹应力公式没有考虑到这些因素。 通过以上三方面的工作，为齿轮简单的设计和分析提供一套有效的方法；和传统的计算方法相比，显示出有限元分析方法快速有效、降低成本的优点。 关键词：发动机前端齿轮，有限元，接触应力，ANSYS ABSTRACT In the automotive industry, the finite element method is widely used in major automobile assembly, comprising a frame, body, axle, clutch, tires and other parts as well as the cab interior noise analysis, greatly improving the automobile design level, greatly improves the cars design level, reduce test times, shorten the development cycle, is a design calculation of the powerful tool. The use of ANSYS finite element calculation, analysis of involute helical gear meshing the most unfavorable loading line position, and in this position on the wheel applied load, improve the analysis of gear strength calculation accuracy, gear design to provide more accurate data. At the same time, study the different transition fillet on the tooth root of maximum contact stress effect, can improve the tooth bending strength surface hardening heat treatment method to provide quantitative basis. Based on CAD/CAE software, the following aspects are done for the engine front-end gear transmission system: The build of 3d model for engine gear By the pro/e 4.0 , the 3d model of gear is established .In the pro/e 4.0 , the method of crea