Министерство образования и науки Украины

Национальный технический университет

«Харьковский политехнический институт»

кафедра ТММ и САПР

Исследование контактных задач на примере зубчатого зацепления

Выполнила: Мороховская И.В.Руководитель: Грабовский А.В.

2

Содержание

1. Постановка задачи.2. Создание геометрической модели.3. Создание конечно-элементной сетки.4. Приложение граничных условий.5. Задние контактных пар.6. Расчеты.7. Анализ результатов.8. Выводы.

3

Постановка задачи

1. Построить геометрическую модель зубчатого зацепления в программном комплексе Pro/ENGINEER Wildfire 5.0.

2. Создать сборки зубчатого зацепления в 3х положениях: контакт в полюсе, вход в контакт,

выход из контакта.3. Построить конечно элементную сетку в

программном комплексе ANSYS Workbench 13.0.

4. Провести все необходимые расчеты.5. Проанализировать результаты.

4

Создание геометрической модели

Рисунок 1 – профиль зубчатого колеса(а), шестерни(б)

а) б)

5

Создание геометрической модели

Рисунок 2 – упрощение геометрии.

Положение 2

Положение 3

6

Создание конечно-элементной сетки

Положение 1

Положение 2

Положение 3Рисунок 3 – КЭ сетка созданная методом Sweep.

Количество узловКоличество

элементов

1 положение 166883 36737

2 положение 215176 48133

3 положение 239059 53511

7

Приложение граничных условий

Рисунок 4 – Граничные условия.

Закрепление типа Fixed.

Приложение крутящего момента

Закрепление типа Joints

8

Задание контактных пар

Рисунок 5 – Контактные пары.

Для 1го положения

Для 2го положения

9

Задание контактных пар

Для 3го положения

Во всех случаях линейный контакт типа Frictional, с коэффициентом трения 0,3.

Рисунок 6 – Контактные пары.

10

Расчеты

Эквивалентные напряжения

Деформации

Силы трения

Рисунок 7 – результаты для 1го положения (контакт в полюсе)

11

Расчеты

Рисунок 8 – контактные давления для 1го положения (контакт в полюсе)

В полюсеСлева от полюса

Справа от полюса

12

Расчеты

Рисунок 9 – результаты для 2го положения (вход в контакт)

Эквивалентные напряжения

Деформации

Силы трения

13

Расчеты

Рисунок 10 – контактные давления для 2го положения

Контакт на входе

Слева от входа в контакт

14

Расчеты

Рисунок 11 – Результаты для 3го положения (выход из контакта)

Эквивалентные напряжения

Деформации

Силы трения

15

Результаты

Рисунок 12 – контактные давления для 3го положения(выход из контакта)

Контакт на выходе

Справа от выхода из контакта

16

Анализ результатов

Таблица 1

Equivalent Stress, МПа

Total Deformation, м

Pressure, МПа

Frictional Stress, МПа

1е положение

483 0,000162 418,4 4,8

2е положение

763,6 0,000178 983,4 129,3

3е положение

697,2 0,000229 954,5 127,7

17

Выводы В результате выполнения курсовой работы

был проведен расчет напряженно- деформированного состояния модели зубчатого зацепления. Так же провели расчет контактных напряжений и давлений в программном комплексе ANSYS Workbench 13.0. И определили, что самое опасное положение, когда колесо и шестерня входят контакт, так как напряжение в этот момент = 764 МПа.

18

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !