题目：基于有限元分析的正交面齿轮强度研究

面齿轮传动是一种新型的齿轮传动，具有对轴向误差不敏感，重合度高等优点。国外已经进行了较为深入的研究，但国内进展还不深入。本文以圆柱齿轮和面齿轮传动为研究对象，采用齿轮啮合原理，分别形成了两者的齿面，在此基础上，采用UG形成了齿轮齿面，并对齿轮轮齿进行了几何实体造型。利用MSC.Marc对所建立的轮齿实体模型进行了齿根弯曲应力和齿面接触应力的静力学分析，并对有安装误差条件下的刚性齿面啮合迹进行了仿真研究。工作成果如下：1、基于齿轮啮合理论的面齿轮啮合齿面的推导，在面齿轮齿面生成的研究中，推导了面齿轮的工作齿面及过渡曲面方程、齿面接触线方程；2、利用Matlab对齿面方程进行了数值离散，并在此基础上，对齿面的接触线、面齿轮的齿面和过渡曲面进行了可视化。基于Matlab精确的几何信息，形成相应的CAD格式文件。选用MSC.Patran及MSC. Marc，通过人工方式，对面齿轮进行网格划分。3、利用MSC. Marc建立了面齿轮的五齿啮合三维有限元接触分析模型，利用刚体控制方法，实现了扭矩和运动的传递。4、基于所建有限元分析模型，在一个啮合周期内，对齿轮副进行低速啮合仿真分析，给出了啮合时齿轮的接触状态、接触应力、齿根弯曲应力随啮合位置变化的规律，验证了所建模型的正确性。5、本文还研究了有系统安装误差条件下的刚性齿面啮合迹。系统安装误差包括偏置距，径向误差，轴线夹角误差。本文对单项误差变动时的齿面啮合轨迹进行了计算机仿真，分析了安装误差对齿面啮合迹的影响规律。