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第1章 概述1

1.1 渐开线圆柱齿轮传动及其应用特点1

1.2 渐开线圆柱齿轮传动参数化设计及优化技术2

1.2.1 渐开线圆柱齿轮传动参数化设计2

1.2.2 渐开线圆柱齿轮结构优化3

1.2.3 渐开线圆柱齿轮变位系数优选5

1.3 渐开线圆柱齿轮传动仿真分析技术6

1.3.1 渐开线圆柱齿轮参数化实体建模6

1.3.2 渐开线圆柱齿轮静接触分析7

1.3.3 渐开线圆柱齿轮瞬态啮合仿真分析8

1.4 本章小结9

参考文献9

第2章 渐开线圆柱齿轮传动参数化设计及强度校核14

2.1 参数化设计及强度校核的总体流程14

2.2 渐开线圆柱齿轮传动参数化初步设计15

2.2.1 初步设计的详细流程15

2.2.2 齿轮传动参数化设计的实现过程19

2.3 初步设计及强度校核过程中的数据自动查取22

2.3.1 初步设计及强度校核过程中的数据处理方法22

2.3.2 工程数据自动查取的实现23

2.3.3 工程数据处理的细节问题29

2.4 本章小结30

参考文献30

第3章 基于精确约束条件的渐开线圆柱齿轮结构优化31

3.1 渐开线圆柱齿轮结构优化的理论基础31

3.1.1 优化变量31

3.1.2 目标函数31

3.1.3 约束条件32

3.2 基于精确约束条件的渐开线圆柱齿轮结构优化方法33

3.2.1 渐开线圆柱齿轮结构优化中的强度约束条件分析33

3.2.2 精确约束条件优化方法的实现过程36

3.3 两级渐开线圆柱齿轮联合优化问题的数学模型38

3.3.1 联合优化问题的优化变量38

3.3.2 联合优化问题的目标函数39

3.3.3 联合优化问题的约束条件40

3.3.4 两级传动联合优化的细节问题44

3.4 两级渐开线圆柱齿轮结构优化及对比分析45

3.4.1 两级渐开线圆柱齿轮结构优化计算45

3.4.2 与传统优化方法的对比分析46

3.5 本章小结47

参考文献48

第4章 渐开线圆柱齿轮变位系数的优选49

4.1 变位系数对齿轮强度的影响及选择原则49

4.1.1 变位系数对齿轮强度的影响49

4.1.2 变位系数的常用选择原则49

4.2 渐开线圆柱齿轮变位系数优选的数学模型52

4.2.1 渐开线圆柱齿轮变位系数优选的实现52

4.2.2 变位系数优选问题的优化变量52

4.2.3 变位系数优选问题的目标函数53

4.2.4 变位系数优选问题的约束条件53

4.3 单级渐开线圆柱齿轮变位系数优选及对比分析55

4.3.1 单级渐开线圆柱齿轮变位系数优选计算55

4.3.2 与传统优选方法的对比分析58

4.4 本章小结59

参考文献59

第5章 基于B样条曲面的渐开线圆柱齿轮精确建模60

5.1 面向CAE分析的渐开线圆柱齿轮精确造型方法60

5.1.1 渐开线圆柱齿轮齿廓曲面成形原理60

5.1.2 渐开线圆柱齿轮参数化精确建模方法65

5.2 基于均匀双三次B样条插值的齿面造型66

5.2.1 基于 IGES接口的均匀双三次B样条曲面插值技术66

5.2.2 渐开线圆柱齿轮齿面点阵的提取68

5.2.3 齿轮齿廓曲面的形成72

5.3 基于IGES曲面与APDL命令流的齿轮实体建模74

5.3.1 APDL实现齿轮建模参数化的方法74

5.3.2 渐开线圆柱齿轮实体模型的生成74

5.4 渐开线圆柱齿轮参数化无侧隙啮合装配80

5.5 本章小结83

参考文献83

第6章 渐开线圆柱齿轮传动啮合仿真分析85

6.1 齿轮啮合仿真分析方法85

6.1.1 齿轮啮合弹性接触基本原理85

6.1.2 齿轮啮合仿真分析实施步骤87

6.2 渐开线圆柱齿轮传动有限元建模88

6.2.1 基于重合度的齿轮副简化实体建模89

6.2.2 齿轮副自适应映射网格模型生成90

6.2.3 齿轮副齿面接触模拟98

6.3 渐开线圆柱齿轮瞬态啮合仿真分析101

6.3.1 瞬态啮合分析实现方法101

6.3.2 瞬态啮合性能分析104

6.4 渐开线圆柱齿轮副任意啮合位置静接触分析112

6.4.1 齿轮副任意位置啮合的实现方法112

6.4.2 齿轮副静接触分析115

6.5 本章小结118

参考文献118

第7章 影响渐开线圆柱齿轮仿真分析的关键因素119

7.1 影响齿轮啮合仿真分析的主要因素119

7.2 齿轮结构参数对啮合性能的影响123

7.2.1 齿根圆角半径的影响123

7.2.2 齿宽的影响128

7.3 计算参数对齿轮啮合仿真的影响130

7.3.1 网格密度的影响130

7.3.2 载荷系数的影响133

7.3.3 摩擦系数的影响135

7.3.4 接触刚度系数的影响140

7.4 本章小结144

参考文献144

第8章 渐开线圆柱齿轮传动智能设计及仿真分析系统开发146

8.1 系统的开发思路及总体框架146

8.1.1 开发思路146

8.1.2 总体框架147

8.1.3 各模块功能简介148

8.1.4 系统开发工具及运行环境150

8.2 渐开线圆柱齿轮传动参数化结构设计及优化系统开发153

8.2.1 目标函数及约束条件153

8.2.2 优化算法的选择及设置153

8.2.3 优化模块动态链接库文件的生成154

8.3 面向ANSYS应用平台的渐开线圆柱齿轮啮合仿真分析系统开发156

8.3.1 ANSYS参数化设计语言156

8.3.2 系统与ANSYS平台的参数交互157

8.3.3 应用实例164

8.4 本章小结194

参考文献195

附录196