bj0312-高效风能机设计

1、摘要随着化石的日益减少，能源问题已成为关系国民经济发展和人类生存的重要问题，对可再生能源的开发和利用迫在眉睫。风能是一种干净的、储量非常丰富的可再生能源，它不会随着其本身的转化和利用而减少，可以说是一种取之不尽、用之不竭的能源。由于风力发电其环境效益好，风电场建设周期短，占地面积小，广泛受到各国的关注，我国也正在大力研究风力发电技术。本文主要做了以下几方面的工作：首先，确定增速箱的机械结构。采用一级行星加上两级圆柱齿轮传动综合行星齿轮传动的小型化和圆柱齿轮的大传动比，按照所给定的工作环境变量确定齿轮副参数和传动的结构其次，利用回差分析理论分析侧隙对回差的影响和齿轮传动中可能出现的三类回差来源（

2、齿轮本身的固有误差，装置误差，其它误差），并详细计算了各级传动中的回差的大小，Pro/E 建立增检验结构精度分配的正确性，提出减小回差的措施。应用三维速系统模型，利用 ANSYS 有限元对关键零件进行强度分析。：风力发电；增速系统；行星传动；回差；接触分析AbstractWith the fossil fuel is reduced, the energy ie hase the development of national economy and the important problems of human survival, development and utilization of

3、 renewable energy imminent. Wind energy is a clean, abundant reserves of renewable energy, it will not be reduced with its own transformation and use, can be said to be an inexhaustible, be inexhaustible energy. Because of ivironmental benefits of winder, wind farm construction cycle short, covers a

4、n area of small, widely concerned by the whole world, our country also is to study the winder generation technology.This pr has done the following work :, determine the mechanical structure of the speed increasing box. Large transmisadopts miniaturization and cylindrical gear planetary plus comprehe

5、nsive planet two cylindrical geartransmisgear ratio, according to the given work environment variables determine the gear parameters and the transmispart structure secondly, using the return differenceysissible effects of backlash on the return difference and gear in the three kinds of error sour( i

6、nherent error, the error of gear device, other errors), and detailed calculations of the levels of transmisof the return differenize, validate the structure accuracy allocation, is proed to decrease the error measures. Application of 3D software Pro/E to establish the growth mof the system,yze the s

7、trength of key parts by using the finite element software ANSYS.Keywords：winder generation system；growth；planetary transmis；hysteresis；contactysis目录摘要IAbstractII目 录III1绪论1课题背景1研究的目的和意义1风力发电在国内外的研究现状1国外风力发电机的发展现1我国风力发电现状2风力发电机系统3风力发电机简介3风力发电机的结构简介3风力发电机增速系统简介4课题研究的主要内容4增速装置的结构设计62.1 传动方案的确定62.23Z（II）

8、型行星齿轮增速器装置设计8设计计算8选取行星齿轮传动的传动类型和传动简图8配齿计算8初步计算齿轮的主要参数9啮合参数计算9几何尺寸计算12装配条件的计算14传动效率的计算15结构设计16齿轮强度验算192齿轮传动的回差分析24侧隙与回差的关系及来源24侧隙的分类24不同侧隙的关系253.3 本章小结26中心轮和行星轮齿面接触分析27齿轮接触有限元算法27接触分析28齿轮接触有限元模型28齿轮副齿面接触应力求解29ABAQUS 三维接触分析结果29本章小结305总结32参考文献331绪论1.1 课题背景从能源发展来看，由于化石的有限性和使用化石发点对环境产生的污染，人类必须寻找一条可持续发展的能

9、源道路，因此开发利用纯净的新能源和可再生能源日益收到各国的重视，此时正是利用自然资源为人类谋一种可再生的清洁福利的打好时机风能作为最有开发利用前景和技术最成能源，越来越受到重视。我国的风能资源非常丰富，利用风能发电成本比较低，而且风电技术也日趋成熟，适合大规模开发和利用，因此利用风力发电能够改善能源结构、减少环境污染和保护生态环境。本课题是为了响应世界可持续发展计划中应对能源及环境保护的要求在我国更好的实施，也为了适应我国风发电技术的不断更新及风电厂建设的逐步扩大而设立的。齿轮增速箱是风力达电机组中主要的传动便是风力发电机组能否建立成功的关键部分。1，因此，齿轮箱的设计1.2 研究的目的和意义

10、风力发电是清洁的、无污染可再生能源。的优势已们所认识。但是风力发电成本与常规能源相比仍不具有优势。别是我国，力发电成本还难于同常规能源相竞争，制约了我国风电事业的发展。因此，面地研究我国风力发电成本、研究影响风力发电成本的、找到降低风力发电成本的途径对促进我国风电事业的发展、改进我国能源结构、治理我国的环境污染具有重要的现实意义。1.3 风力发电在国内外的研究现状1.3.1 国外风力发电机的发展现国际能源表明，如果各国采取有力措施，风力发电到 2010 年可提供世界电力需求的 10%，创造 170 万个就业机会，并在全球范围内减少 100 多亿吨废气。风能将成为发展最快的能源，到 2010 年

11、风电总装机容量达到40.00GW，2020 年达到 0.1TW，到 2010 年德国新增 500 万千瓦，西班牙新增 520万千瓦，年生产能力将达到 800 万千瓦，可满足电力需求的 10%。和加拿大是利用风能最好的国家。在的 50 个州中，大约有 30 个州已经开始利用风能资源。在 1998-2004 年期间，风力发电的总装机容量已经超过6740MW，可以满足 160 万个中等家庭的日常用电需求。随着技术的进步和规模的扩大，风电发电成本继续下降，估计 10 年后它完全可以和清洁的燃煤电厂竞争。风电技术开发的趋势是大容量和变转速运行。更大单机容量的机组仍在继续研制。随着风电容量在电力系统中的比

12、例越来越大，对系统的影响日益明显。人们已经开始利用天气预报的技术风电场功率输出，以优化运行速度。由于600kw 级大型风力发电机组技术成熟，正在大批量生产，2000kw 级风力发电机将投入商业运行，风力发电的造价由现在的 1000/kw 有可能下降为组600-800/kw，发电成本从现在的 4-5 美分/（kwh），下降到 3-4 美分/（kwh），风力发电规模经济效益更加明显，可以和火电、水电、核电相竞争，这也是其它新能源所无法比拟的。由于风力发电是可再生洁净能源，其环境效益也十分明显，随着风力发电技术的日益成熟，发电成本的进一步降低，风力发电会越来越被更多的人认识和接受。这也是全世界很多国

13、家都热衷风力发电的主要原因。风力发电的迅猛发展也使那些本地能源短缺的发展中国家收益，如巴西、阿根廷、哥、埃及和哥斯达黎加等国是发展中国家风力发电的佼佼者。中国、极发展风电。也在积1.3.2 我国风力发电现状我国幅员辽阔，总长 2 万多千米，海岸线 1.8 万多千米，是一个风力资源丰富的国家，约有 2/3 的地带为多风带。风能总储量为 32.26 亿千瓦，实际可开发的风能储量为 2.53 亿千瓦，为可再生能源和新能源利用技术提供了强大的资源条件。两大风能地带西北、华北、东北和东南沿海为风能资源丰富区，跨1621 个省、市、。到 1999 年底已开发微小户用型风力发电机，并网型风电场 24 座，总

14、装机容量 26 万千瓦，其中绝大多数机组是从丹麦、德国、比利时、瑞典引进的，最大单机容量为 600kw。，中国风能等可再生能源的利用受到一系列的限制，其中包括和技术资源供应的、政策的不相配套等。和常规资源相比，它会缺乏竞争力。但从可持续发展的目的出发，从到地方的各级已对这些资源的开发给予了关注。目前，我国机组产量仍然偏小，远未达到规模效益，使得零采购价格偏高，利润空间很小。因此，我国的风力发电装备市场至今仍由国外风力发电机组占据。这一现实要求我国的风力发电设备制造企业应加快适合中国国情的新型风力发电装备的研制进度。尽快提高大型风力发电装备的设计和制造技术，加大风力发电装备进程。还应注意稳定产品

15、质量，提高国产机组可靠性，以取得风电场建设者的认可，逐步加大市场份额。据相关资料，到 2020 年，预计我国将新增发电能力 500GW，其中 121GW 为可再生能源。2010 年以前，我国计划新建 20 座风力发电场，每座风场的发电能力达到 100MW 以上，且达到4000MW 的风力发电总目标，并要求风力发电设备本土化。1.4 风力发电机系统1.4.1 风力发电机简介风力发机组室友两大部分组成的，即风力机和发电机。其中，风力机的功能是将风能转换为机械；而发电机的功能是将机械能转换为电能。因此风力发电机装备的类型归属需要可以从两个角度规划。本文只从机械角度介绍风力发电机。垂直轴风轮按形成转矩

16、的机理分为阻力型和升力型。阻力型的气动力效率远小于升力型，故 大型并网型垂直轴风力机的风轮全部为升力型。水平轴风力发电机组还可分为上风向及下风向两种机型，上风向机组其风轮面对风向，安置在塔架前方。上风向机组需要主动调向机构以保证风轮能随时对准风向。下风向机组其风轮背对风向安置在塔架后方。当前大型并网风力发电机几乎都是水平轴上风向型。下风向风力发电机，只在中、小功率机型中出现过。水平轴上风向三叶片风力发电机是当代大型风力发电机的主流；两叶片的产品也比较多见。1.5 风力发电机的结构简介由于本文只对风力发的增速系统的传动齿轮箱进行设计分析，所以这里只简单的介绍风力机。风力机的作用是把风能转化为机械

17、能，它的结构包括风轮（包括叶片和轮毂）、传动装置、增速齿轮箱、制动结构、偏航装置（或称对风装置）变桨距机构以及附属。图 1.1 为风力机的总体结构示意图，其组成：1 为轮毂，驱动法兰面与机舱中齿轮箱的主轴用螺栓进行固定连接，三个外伸端（夹角为 120）用延长节和叶片保持连接；2 为传动轴；3 为塔架，它的主要作用是支撑叶轮和机舱；4 为偏航装置；5 为风速风向仪；6 为发电机，它是将风能转化为电能的设备；7 为刹车系统；8 为增速齿轮箱，因为发电机的转速高而风轮转速低，需要在风轮轴与发电机轴之间设一个增速器；9 为变桨距机构，作用是控制叶片桨距角的变化。图 1.1 风力机结构示意图1.6 风力

18、发电机增速系统简介风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械，其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。根据机组的总体布置要求，有时将与风轮轮毂直接相连的传动轴（俗称大轴）与齿轮箱合为一体，也有将大轴与齿轮箱分别布置，其间利用胀装置或联轴节连接的结构。为了增加机组的制动能力，常常在齿轮箱的输入端或输出端设置刹车装置，配合叶尖制动（定浆距风轮）或变浆距制动装置共同对机组传动系统进行联合制动。1.7 课题研究的主要内容1、选择确定传动方案传动方案的确定包

19、括传动类型和传动简图的确定。此次设计的增速器传动比达到 134，只有通过不断地比较和分析去合理的选择一种传动方案，尽量降低增速器的体积和重量。2、设计计算每级传构的设计计算，都大致包括：传动比的分配，传动系统运动学和动力学计算，传动零件的设计，轴的设计计算与校核，轴的选择与计算，键连接的选择与计算，箱体的设计，润滑与密封的选择和传动装置。水平轴风力机主要由以下几部分组成：风轮、传动结构（增速箱）、发电机、机座、塔架、调速器或限速器、调向器、停车制动器等。其结构简图 2.2 所示：图 2-3 风力发电机组的结构图本课题中主要研究是该装置系统中的传动装置，也就是图 2-3 中的部 3 的设计。经过

20、方案的比较，本文中的机组传动方式采用的是一级行星加上两级圆柱齿轮传动方式，它的主要特点有：低速级为行星传动，传动效率高，体积小，重量轻，结构简单，制造方便，传递功率范围大，使用功率分流，合理使用了内啮合，轴向尺寸小，采用无多余约束浮动，浮动效果好；末两级为平行轴圆柱齿轮传动，可合理分配增速比，提高传动效率。该结构合理有效的综合利用了行星齿轮的小型化和圆柱齿轮传动的大传动比，从而降低了成本，提高了传动效率，节约了能源。2增速装置的结构设计动装置是机器重要组成部分，它起到的作用有（或增速）、调速、改变运动形式、增大转矩、动力和运动的传递和分配功能。应用于变速的方式主要有带传动、链传动、齿轮传动、蜗

21、杆传动。齿轮传动由于具有瞬时传动比恒定，传动效率高（可达 9899%）,工作可靠，使用长，结构紧凑，使用范围大。传递功率范围大等优点应用最广泛。齿轮传动的种类多种多样，以适应对传动的不同要求。按照工作条件不同可以分为开式、半开式和闭式传动；按照齿轮硬度的不同可以分为软齿面、中硬齿面及硬齿面传动。风电系统中用的增速装置一般也采用齿轮传动，目前我国 300KW 的风机主要应用于和安装条件不理想的沿海地区，600KW 的风机主要应用于地形平坦、条件和安装条件较好的、内蒙以及沿海地区，兆瓦（1000KW2000KW）的风机技术还不成熟，在实际生产中应用很少。2.1 传动方案的确定风力发电机齿轮箱的种类

22、多种多样，按照传统类型可分为圆柱齿轮箱、行星齿轮箱以及它们相互组合起来的齿轮箱；按照传动的级数分为单级和多集齿轮箱；按照传动的布置形式可以分为展开式、分流式和同轴式以及混合式。2表 2.1 常用的齿轮传动形式名称传动方式简图传动特点展开式结构简单、但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有很大的刚度。分流式结构复杂、但由于齿轮相对于轴承对称分布，载荷沿齿宽分布均匀、轴承受载均匀。同轴式横向尺寸小、轴向尺寸和重量较大，且中间轴较长，刚度差，沿齿宽受载分布不均匀。分流同轴式每对啮合齿仅传递全部载荷的一半，输入和输出轴只承受扭矩，中间轴只承受全部载荷的一半，轴颈尺寸小。单级 NGW尺寸小、重量轻、但

23、制造精度要求高，结构较复杂。两级 NGW尺寸小、重量轻、但制造精度要求高，结构复杂。2.23Z（II）型行星齿轮增速器装置设计设计某风力发电装置所需配用的行星齿轮增速器，已知该行星传动的输入功P1=22KW，输入转速 n1=1500r/min，传动比 ip=134，允许的传动比偏差率ip=0.01；且要求该行星齿轮传动结构紧凑、外廓尺寸较小和传动功率较高。2.3 设计计算2.3.1 选取行星齿轮传动的传动类型和传动简图根据上述要求：短期间断，传动比大，结构紧凑和外轮廓尺寸较小。据行星齿轮传动设计传动类型的工作特点可知，3Z 型适用于短期间断的工作方式，结构紧凑，传动比大。为了装配方便，结构更加

24、紧凑，适用具有单齿圈行星齿轮的 3Z(II)型行星齿轮传动较合理，其传动简图如图 1 所示。3图 2.13Z(II)型行星齿轮增速传动2.3.2 配齿计算根据 3Z（II）型行星传动的传动比 ip 值和按其齿轮计算公式可求得内齿轮 b， e 和行星齿轮 c 的齿数 zb，ze 和 zc。考虑到该行星齿轮传动的外轮廓尺寸较小，故选择中心轮的齿数 za=15 和行星齿轮数目 np =3。为了使内齿轮 b 与 e 的齿数 差尽可能小，即应取 ze -zb=np。再将 za，np 和 ip 值代入公式，则的内齿轮 b 的齿数 Zb 为：Zb=ibae=对于该 3Z(II)型行星齿轮传动可按下面计算公式

25、进行其几何尺寸的计算。各齿轮副的几何尺寸的计算结果见表 2.3。表 2.33Z(II)型行星齿轮传动几何尺寸计算变位 系数项目计算公式a-c 齿轮副b-c 齿轮副e-c 齿轮副d d 2m(h x )a11a1-=按如下公式验算该 3Z(II)型行星传动的同心条件，即动平衡性好，能保证行星齿轮间的载荷分布均匀，而且具有良好的加工和装配工艺。对于 3Z(II)型中的转臂 x 不承受外力矩的作用，也不是行星传动的输入或输出构件（此时它不是基本构件），故采侧板整体式转臂（其侧板两端无凸缘）。双侧板整体式转臂，可采用连接板将两块侧板连接在一起。整体式转臂的毛皮是采用锻造或焊接的范式得到的，即在其毛坯上

26、已将两侧板与连接板制成一个整体。 转臂 x 中所需连接板得数目一般应等于行星齿轮数铸造机体应尽量的避免壁厚突变，应设法减少壁厚差，以免产生疏散等铸造缺陷。材料选为灰铸铁7。壁厚：凑、外轮廓尺寸较小和传动比大的特点。针对其工作特点，只需按其齿根弯曲应力的强度条件公式进行校核计算，即A=50+56取弯曲应力g.应力修正系数可见，法相侧隙装配好的齿轮副，当工作齿轮面接触是，非工作齿面间的最小值，用 jh 表示。（3）沿轴线中心距度量径向侧隙将两个相配齿轮的中心距缩小，直到左侧和右侧的齿面都接触是，这个缩小的量即为径向侧隙，用 jr 表示。详见图 3.1 所示。图 3.1 齿轮副侧隙3.1.2 不同侧

27、隙的关系不同啮合形式的齿轮侧隙的关系如图 3.2 所示。图 3.2 各种侧隙的关系可以得到侧隙间的关系如下：式中：n齿形角，分度圆压力角。法向侧隙 jn 通常是用铅笔或者塞尺测量，应用于小模数和精密齿轮时，测量不便，读数精度不高；而圆周侧隙 jt 的测量，可以将齿轮副的一个齿轮固定，在另一个齿轮的分度圆切线方向上放置一个百分表。圆周侧隙 jt 是一个线值，相对于两个相配齿轮，该值大小相同。而回差是一个角度值，它的大小与分度圆半径有关。因此同一圆周侧隙换算到不同的齿轮轴上所得到的回差大小不同。所以在具体分析系统的回差指标的时候，应该说明是折算到哪根轴上的回差。本文中，无特殊说明都是折算到从动轮上

28、的。113.3 本章小结回差是衡量齿轮传动精度的一项重要标准，系统的稳定性和灵敏性很大程度取决于回差的大小。因此，本章主要针对第二章所确定的增速箱结构，首先分析了齿轮传动中造成的回差的三类来源，然后详细计算了各级传动中的回差大小，验证结构确定精度分配的正确性，并得到系统的总回差为 85.387arcmin，最后提出提高一级传动精度，提高齿轮的安装和加工精度，采用齿轮结构，设计均载机构等措施减小系统回城误差。4中心轮和行星轮齿面接触分析齿轮的接触疲劳强度是评价齿轮承载能力的一个重要尺度。齿面在单、双齿啮合交替处的接触应力最大，因而在本文中，主要考虑单、双啮合交替处的接触应力。随着计算机技术的发展

29、，目前已广泛采用有限元法对齿轮传动强度进行分析计算，因为有限元法能很好地处理齿轮受载后啮合接触面力学和边界条件，从而可对齿轮传动系统作更为准确的应力变形分析。124.1 齿轮接触有限元算法ABAQUS 被广泛地认为是功能最强的有限元学和结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂，可以分析复杂的固体力和模拟高度非线性问题。优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使得 ABAQUS 被各国的工业和研究机构广泛采用，其产品也在大量的高科技产品研究中发挥着巨大的作用。ABAQUS 中计算接触非线性问题有罚函数法、日乘子法与增强的拉乘子法。罚函数法的基本原理是在原目标函数中加上一个罚（）函数，而得到一个增广目

30、标函数，接触分析中也就是接触刚度因子 FKN。在接触对之间设置一个压缩刚度非常大而拉伸刚度为零的弹簧，当接触体间距离接近时弹簧就会停止它们相互嵌入，这是基于物理上的解释，其中的弹簧刚度和接触刚度称为罚函数，这种施加接触协调条件的方法为罚函数法。接触刚度（记为 k）越大，接触表面的浸入越少，然而，若该值太大，会导致收敛。因此罚函数法在理论上是可行的，在实际计算中很难把握罚因子 M 的取值。最有效的方式就是进行试验然后根据实验结果来选取该罚值，基于这个原因，本文不采用这个本方法进行齿面接触分析。以满足不浸入条件。将日乘子法，是通过增加一个附加度（接触压力），日算法和罚函数方法结合起来，施加接触协调

31、条件称为增强的性。日算法。增强的日法对接触刚度系数具有较小的敏感有限元分析方法使用-森平衡迭代算法，迫使每个载荷增量的末端解达到平衡收敛(范围内)。求解前，采用完全的 NR 方法估算残差矢量，然后使用非平衡载荷进行线性求解，核查收敛性，如果不收敛则重新估算非平衡载荷，修改刚度矩阵，重新计算直到收敛。接触问题是一种高度非线性行为，需要较大的计算资源，而且目前，接触分析方法和理论还不太健全也没有提供专门的方法使得利用有限元方法进行接触分析有很大的难度。为了进行有效的计算，建立和真实模型尽可能相符合的模型，设定接近于真实情况的参数是必须的，在本分析中，选用非线性功能强大的 ABAQUS进行单个齿的三

32、维接触分析。4.2 接触分析4.2.1 齿轮接触有限元模型对行星圆柱齿轮进行有限元分析时，首先要对齿轮建立力学模型并进行离散化处理，提供各单元和节点的坐标、载荷及约束等数据。计算表明：有限元模型的建立合理与否是影响接触边界迭代求解收敛的关键。精确求解齿轮啮合每一瞬时的齿间载荷分配和齿向载荷分布是精确分析齿轮强度的基础。现有的计算方法都是建立在某种假定接触区形状的基础上，按（Hertz）的接触理论进行求解，这与实际接触情况有所偏离。圆柱齿轮的瞬时接触区形状及压力分布是典型的接触非线性问题，有限元法可以很好地解决。齿轮在传动过程中，随着啮合位置的不断变化，沿齿向轮齿刚度和承载位置不断变化，齿间载荷

33、的分配情况也是变化的。13由于受到计算机条件的限制，在本课题研究中，采用单个齿接触模型进行分析。首先利用 PRO/E进行单个齿的建模，并进行装配，然后存为.x_t 格式的文件，最后导入 ABAQUS 中进行三维的接触分析；也可以利用 PRO/E 将装配图转化成 AutoCAD 平面图，并在 AutoCAD 中建立面域存为 SAT 格式的文件导入 ANSYS 中进行二维分析。单个齿的装配图如图 4.1 和图 4.2 所示，有限元模型如图 4.3。图 4.1 行星轮 a-c 三维接触模型图 4.2 行星轮 a-c 二维接触模型图 4.3 中心轮和行星轮的有限模型4.2.2 齿轮副齿面接触应力求解A

34、BAQUSANSYS一样，都有前处理模块，求解器模块和后处理模块，而且功能相似，所以在这里不再赘述。这里将所要选择的材料和接触对的建立过程以及材料参数的设定简单的叙述一下。该行星轮系选择的材料为优质合金钢，泊松比 =0.3，在三维分析中，利用 ABAQUS中的三个接触 分 析 模 块 (ERACTION ， CONSTRA， CONNECTOR) 中 的ERACTION 模块，选择四面体单元 C3D4 结构单元建立两个面 (SLAVESURFACE 和 MASTER)，由于没有相对滑动，因此切向定义的为 FRICTIONLESS，法向定义的是HARDCONTACT。14在接触分析中，为了能够使

35、接触迭代计算能够更好的进行和保证分析结果的可靠性，需要施加正确地约束和建立合适的接触对，并设置合理的接触参数和单元属性及求解参数。两轮之间建立接触对如下：中心轮为目标面，行星轮为接触面。行星轮绕着中心轮转动。4.2.3ABAQUS 三维接触分析结果在该接触分析的建模、分网、加载、求解过程中产生了大量的数据，不能够马上看到求解结果,要进入后处理模块查看分析结果，在 ABAQUS/CAE 的Visualization(可视化)模块(也可以为 ABAQUS/Viewer)允许用户应用不同的方法观察图形化的结果，该分析中，进入后处理器能够看到两个接触的齿轮的应力和变形图。利用 ANSYS的非线性分析模

36、块进行分析，在进行迭代过程中常常出现不收敛的情况。利用 ABAQUS虽然比用 ANSYS的收敛性好多了，但是仍然会出现不收敛的情况，因此要不断的重新设置参数和划分网格以致模型能够收敛，经过多次反复。得到变形、接触应力图：图 4.4 两个齿轮的接触应力云变图从接触应力云变图中可以看出行星轮的接触应力比中心轮的接触应力大，它的接触应力为 520.6Mpa，而数值计算所得到的接触应力为 514.148 MPa，有一定的误差，这里产生的差距主要是由于模型的建立和导入时引起了模型信息的丢失，这样一来，利用有限元的方法进行计算所得到的结果和理论计算的有一定的误差，所以本文计算的接触应力结果已经比较精确，如

37、果再经过试验数据调整各接触参数后，接触应力结果会有更好的计算精度。所得的结果和理论计算结果相符，同时也验证了该结构的合理性。而且从变形图中能够得到两个齿轮接触时的变形是毫米级的。154.3 本章小结比较 ANSYSABAQUS的接触分析功能，选择 ABAQUS 的接触分析模块(ERACTION，CONSTRA，CONNECTOR)中ERACTION模块进行行星齿轮传动副中 a-c 副的三维单个齿接触分析，从分析的结果可以看出行星轮的接触应力比中心轮的接触应力大，它的接触应力为 520.6MPa，而数值计算所得到的接触应力为 514.148MPa ，数值计算的许用应力值为 652.39MPa，总

38、体来说该分析结果和理论计算很贴近，说明了结构的合理性，同时得到接触变形为毫米级的。从分析的结果可知行星轮沿齿廓线的应力分布最大值点并不在接触处，而是在接触处向齿根方向的某一点处。中心轮的最大应力值点为接触处附近。5总结此次毕业设计是从大学毕业生未来工作岗位重要的一步。从最初的选题，开题到计算、绘图直到完成设计。期间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。在设计的同时也遇到了很多问题，由于长时间没有这种实践，上手的时候有点生疏。首先要做的是查阅资料，之后通过所得资料确定传动方案。在设计计算时，很多公式找不到，但与老师同学交流之后，计算工作能够较快的完成