簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 陳清松
Chen, Qing-Song
論文名稱: 螺旋齒輪及箱體有限元素分析及實驗
The finite element analysis and the experiment of helical gear and box structure
指導教授: 何旭彬
Ho, Shi-Pin
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2004
畢業學年度: 92
語文別: 中文
論文頁數: 50
中文關鍵詞: 有限元素分析螺旋齒輪
外文關鍵詞: helical gear, finite element analysis
相關次數: 點閱:92下載:4
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  •   本文乃是利用有限元素法理論來分析螺旋齒輪減速機整體箱體的結構,並藉由適當的簡化來作模擬分析。經由上一年度的研究中的經驗,我們將先採用只含整體箱體和軸以及軸承的簡化模式來進行模擬分析,並適時的進行一小部分的改善。例如:將箱體中央隔板處採取較密的網格化並將置於中央隔板處之軸承亦使其兩側邊緣處進行較密集的網格化。如此一來將能更加凸顯出在接觸區域處的接觸效應之影響。緊接著我們再將一組大小螺旋齒輪置入電腦中進行模擬分析。與此同時,亦將黏貼於箱體的應變規進行實驗的量測,以進一步驗證模擬分析之可靠度。
      由於本次模擬分析是利用商業套裝軟體COSMOS來做分析,並假設整台減速機的材料為等向性材料,而且在靜態負荷的情況下,將螺旋齒輪的作用力以一等效力系的觀念,直接施加於減速機的各個相對應軸上來進行簡化和模擬的分析。最後,將模擬數據與實驗數據進行討論,並進一步討論其差異性,以期能達到一合理的參考價值。
      但是,由於將螺旋齒輪置入模擬分析時,其所得之結果差異過大,所以,我們將以一簡易的模型,即利用正齒輪取代螺旋齒輪來做一些簡易的觀察與分析,以冀能達到以簡御繁的功效。

      The finite element method was used to analyze the whole structure of the helical gear reducer box in this research. The whole structure must be properly simplified in the computer simulation. From the research experience in the last year, we used the model containing the whole box structure, the shaft and the bearing as the simulation model. A finer mesh density in the middle plate was used in the research to further improve the finite element model. We used strain gages to measure the strains in the helical reducer box to verify the reliability of the simulation results.
      The commercial software COSMOS was used in the finite element simulation. We assumed the box is made of isotropic materials and considered the load as static loading. Based on the concept of equivalent force system, the equivalent load was applied in the shaft.

    目 錄 中文摘要……………………………………………………………………Ⅰ Abstract ……………………………………………………………………Ⅱ 目錄…………………………………………………………………………Ⅲ 表目錄………………………………………………………………………Ⅴ 圖目錄………………………………………………………………………Ⅵ 符號說明……………………………………………………………………Ⅷ 第一章 緒論………………………………………………………………….1 1.1 研究動機與目的……………………………………………………1 1.2 文章架構……………………………………………………………2 第二章 簡述相關理論……………………………………………………….4 2.1 有限元素法…………………………………………………………4 2.2 齒輪原理……………………………………………………………7 2.2.1 螺旋齒輪幾何性質……………………………………….....7 2.2.2 螺旋齒輪作用力分析…………………………………….....8 第三章 有限元素模型的建立…………………………………….………..12 3.1 螺旋齒輪減速機簡介……………………………………………..12 3.1.1 減速機箱體部分……………………………………….......12 3.1.2 動力傳遞部分………………………………………...........14 3.2 螺旋齒輪的受力狀況……………………………………………..15 3.3 模型的簡化………………………………………………………..19 3.3.1含軸、軸承與箱體之模型…………………………………19 3.3.2中間隔板與軸承之網格化…………………………………20 3.3.3模擬時逆轉與順轉之邊界條件與所施加之力量…………23 第四章 電腦模擬與實驗結果比較………………………………...............30 4.1 實驗方法…………………………………………………………..30 4.1.1實驗目的……………………………………………………30 4.1.2實驗器材……………………………………………………30 4.1.3實驗步驟……………………………………………………32 4.2 實驗結果與電腦模擬結果………………………………………..35 4.3 實驗結果與模擬結果之差異性…………………………………..38 第五章 齒輪分析……………………….......................................................40 5.1 簡化模型之螺旋齒輪部分………………………………………..40 5.2簡化模型之正齒輪部分……………………………………………41 第六章 結論與建議………………………...................................................48 6.1 結論………………………………………………………………..48 6.2 建議………………………………………………………………..48 參考文獻…………………………………………………………………… 50

    參考文獻

    [1] Robert L. Mott , Machine Elements in Mechanical Design , 2nd Edition , Prentice Hall , U.S.A , 1992 .
    [2] 陳朝光,林守儀,盧燈茂,機械設計(二),高立圖書有限公司,台北,1991。
    [3] COSMOS/WORKS version 7.0 User’s Guide , Structural Research and Analysis Corp. , U.S.A , 2001 .
    [4] COSMOS/WORKS version 7.0 Tutorial , Structural Research and Analysis Corp. , USA , 2001 .
    [5] 陳朝光,盧燈茂,機械設計(一),高立圖書有限公司,台北,1990。
    [6] 陳源甫,螺旋齒輪減速機箱體結構電腦模擬分析及實驗,國立成功大學機械工程研究所碩士論文,2003.

    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2004-08-17公開
    QR CODE