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計算行星輪齒根應(yīng)力:計算齒根應(yīng)力:計算許用齒根應(yīng)力:故,齒輪彎曲強度檢驗為通過(7)內(nèi)嚙合參數(shù)計算:表3-4內(nèi)嚙合齒面彎曲強度有關(guān)參數(shù)和取值
續(xù)表3-4符號符號注釋公式結(jié)果Z螺旋角系數(shù)根據(jù)直齒β=0得1F分度圓上的切向力284.17Nb工作寬度41mmu齒數(shù)比2.25Z壽命系數(shù)應(yīng)力循環(huán)系數(shù)次數(shù)故取值為11Z潤滑油系數(shù)1.058Z速度系數(shù)0.98Z單對齒嚙合系數(shù)與上個齒輪不同,該齒輪是單對嚙合齒輪,故取11Z單對齒嚙合系數(shù)與上個齒輪不同,該齒輪是單對嚙合齒輪,故取11Z粗超度系數(shù)1.1Z行星輪硬系數(shù)根據(jù)設(shè)計方案查表取值1接觸應(yīng)力計算接觸應(yīng)力基本值計算接觸應(yīng)力計算許用接觸應(yīng)力(8)外嚙合參數(shù)計算表3-5外嚙合齒根彎曲強度有關(guān)參數(shù)和取值行星輪齒根的應(yīng)力計算:計算齒根應(yīng)力:計算許用齒根應(yīng)力:故,齒輪彎曲強度檢驗為通過3.3行星架強度檢驗因為行星架的參數(shù)不能直接取,所以得先根據(jù)現(xiàn)有的經(jīng)驗進行預(yù)估計算,故:(3-19)表3-6行星輪參數(shù)計算符號符號注釋公式計算結(jié)果β形狀系數(shù)1.078A側(cè)板變形的影響系數(shù)375I連接板的慣性矩308731S板面積1088續(xù)表3-6符號符號注釋公式計算結(jié)果K連接板側(cè)系數(shù)查表1.09β連接板形狀是一個凸的一個四邊形A連接板變形影響系數(shù)15.9故:行星輪嚙合面上的輪齒歪斜角的值:并且,Y在取值時其值最好不要超過太陽輪的輪齒歪斜角的值。因為出現(xiàn)Y值大于太陽輪的輪齒歪斜角的值,行星架在某些位置會有應(yīng)力集中的現(xiàn)象。行星架會因為該現(xiàn)象而加速損壞。
第四章對支架的有限元分析架體因為是本次課題行星齒輪設(shè)計方案中的連接主體,將行星架等零部件與之做剛性固定。并且架體的上部分支撐面還要與工程機械的車架相連。所以本次設(shè)計的架體強度要求是很苛刻的。但是也不能為了強度就選用性能頂尖,價格但是昂貴的材料。因為這是一個工程機械產(chǎn)品,設(shè)備成本原本就相對較高,所以不能和超跑等相提并論。還有架體的設(shè)計也是有說法的,架體結(jié)構(gòu)的要盡量的簡單,目的是為了未來在維修工程機械時能夠更加的簡單,方便。下圖為架體三維模型。圖4.1架體的三維簡圖本次對架體的有限元分析,選擇的是Ansys軟件。對架體的分析過程大概如下架體零件導入:打開Ansys軟件,選擇菜單頁面中的WORKBENCH模塊,進入到其中的下級菜單,選擇需要分析的架體部件,文件的類型要注意,因為是用Catia軟件畫架體三維模型,所以導入的文件類型選擇也要一致。否者可能會打開失敗。-圖4.2架體的導入材料的定義:對架體進行材料選擇,根據(jù)之前的研究結(jié)論選擇架體的材料類型選擇20CrMnMo.材料參數(shù)已知(材料彈性模量查的為20萬兆帕,屈服的應(yīng)力值為355.4兆帕,材料的泊松比為0.3)根據(jù)以上數(shù)據(jù)對材料進行定義。圖4.3架體材料參數(shù)設(shè)置架體的網(wǎng)格劃分:選擇Ansys軟件的網(wǎng)格劃分菜單面板。對網(wǎng)格參數(shù)進行設(shè)置(為了讓網(wǎng)格的劃分顯示清晰,明了。設(shè)置網(wǎng)格的尺寸大小為10)圖4.4網(wǎng)格劃分效果圖對架體施加約束和載荷:對架體的施加載荷數(shù)值為2.2萬牛,載荷輸入的值為261.28牛每米。加了約束和載荷的效果圖如下圖:圖4.5架體施加約束和載荷后的示意圖分析結(jié)果輸出:在對架體完成分析前參數(shù)設(shè)定之后,然后進行分析。分析結(jié)果如下圖所示:圖4.6形變量分析結(jié)果圖圖4.7應(yīng)力分析結(jié)果圖根據(jù)上面的分析結(jié)果所示,此次課題設(shè)計的架體形變量最大值為1.0673毫米,架體應(yīng)力分析結(jié)果顯示該假體應(yīng)力最大值約為160Mpa.從應(yīng)力分析的結(jié)果和之前的數(shù)據(jù)對比。分析結(jié)果是本次課題設(shè)計的架體能夠滿足強度,剛度的要求。成本分析:根據(jù)分析結(jié)果可知應(yīng)力主要在架體上支撐面,架體下半部受力較小,故可以將架體的下部分減少材料的鑄造厚度或做成鏤空。根據(jù)該材料市場價格大概在3元每千克,優(yōu)化之前的總成本大概在66元左右,通過優(yōu)化方案后大概在58元左右。減少了成本8元.
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