变速器齿轮有限元分析与评价开题报告

全文总字数：1254字

1. 研究目的与意义

本文研究的对象是汽车变速箱齿轮。随着汽车性能和速度的提高，对变速箱齿轮也提出了更高的要求。改善齿轮传动性能，如提高承载能力、减轻重量、缩小外形尺寸、提高使用寿命和工作可靠性等，成为齿轮设计中的重要内容。汽车变速箱齿轮广泛应用的是圆柱齿轮和圆锥齿轮，其中大约90%是圆柱齿轮。变速箱齿轮工作应力很高，结构上要求重量轻、精度高，并具有足够承载能力和可靠性。齿轮传动失效主要发生在轮齿，主要失效形式有轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合和塑性变形等。根据齿轮工作特点，在传递功率和运动过程中，轮齿齿根产生弯曲应力，齿面产生接触应力，齿面间相对滑动摩擦而产生磨损。齿轮主要失效特征是弯曲应力作用造成轮齿的变形和折断、接触应力作用而造成的表面疲劳剥落和摩擦作用而造成的磨损。在汽车变速箱的维修中，失效齿轮有80%以上是由于面接触疲劳造成的。为了避免由于齿轮接触疲劳而引发的行驶事故，造成不必要的人员伤亡和经济损失，有必要对齿轮的齿面接触应力和齿根弯曲应力进行分析和评估，为变速箱齿轮传动的设计提供依据。

齿轮轮体破坏是重载机械齿轮必须避免的一种破坏形式，为避免由于齿轮共振引起的轮体破坏，有必要对齿轮进行固有特性分析，通过调整齿轮的固有振动频率使其共振转速离开工作转速。

2. 国内外研究现状分析

随着汽车工业的发展，国内领先的变速器制造企业通过引进先进的模具加工设备、精密锻造设备、机加工设备和检测设备以及与国外领先企业开展技术交流与合作等方式，提高了变速器齿轮、轴、同步器等关键零部件的设计水平，同时产品的冷、热加工制造技术与装备水平也得到了大幅度的提升，逐步接近国际先进水平。

但与国际先进水平相比，我国国内总体水平还存在一定的差距，诸如在变速器齿轮产品强度、精度与振动噪声、抗疲劳等方面，仍有一定差距。

国内齿轮行业的技术水平差距主要表现为大部分企业自主开发能力较弱、装备水平落后、数控水平偏低、质量控制能力不强、检测能力薄弱等，没有系统地掌握从原材料到乘用车齿轮成品制造全过程的工艺制造技术。

3. 研究的基本内容与计划

1~3周（2月21日~3月5日）查阅相关资料，完成开题报告。安装并开始学习ansys软件，仔细阅读相关资料并吸收消化

4~7周（3月12日~4月2日）熟悉并能熟练运用ansys软件，利用ansys初步对汽车齿轮变速器的齿面接触应力及齿根弯曲应力进行分析与评估

8~13周（4月9日~5月7日）分析，开始撰写论文

4. 研究创新点

1.本文是利用ansys有限元分析的方法对齿轮的轮齿接触强度分析和齿根弯曲强度进行了分析。与传统方法相比，提高了分析的效率和精度。

2.本文充分利用了ansys的三维实体建模功能和ansys中强大的分析功能。

3.齿轮的模态分析用传统的有限元笔算方法，加大了劳动强度，而且无法保证精度。通过ansys分析齿轮的模态不但提高了精度和效率，而且还能够动画显示振型，从而更加直观。