大功率发动机传动系统采用齿轮传动结构,具有传动可靠、效率高、承载能力大等优点。因此作为传动系统的关键技术——齿轮强度及其寿命分析也受到越来越多的关注。运用传统分析方法无法形象地得到齿轮传动中的应力分布状况,而采用有限元分析方法,能够直观、形象地对齿轮传动的各种工况进行模拟分析,为齿轮传动机构设计的设计提供有力支持。本文基于CAD/CAE软件,针对大功率发动机齿轮传动系统做了以下几个方面的工作:1、建立精确的三维渐开线齿轮参数化模型应用Pro/ENGINEER软件的“参数”和“关系”等方法,并考虑实际加工情况,通过创建精确的齿根过渡曲线等方法建立了精确的齿轮参数化模型;结合Program方法,实现了由同一个齿轮模型生成直齿轮、左旋斜齿轮和右旋斜齿轮功能;基于齿轮啮合原理,利用圆柱齿轮的啮合平面,实现了无干涉装配,并可获得任意的齿轮啮合状态。2、齿轮静态弯曲、接触有限元应力计算对齿轮几何模型进行了结构简化和边界简化;在静态弯曲应力计算中,采用扫掠划分的方法,选择齿轮端面网格和引导线,生成六面体单元,考虑了齿轮的实际啮合接触线作为加载位置;在静态接触应力计算中,选用更高效的映射法创建了一对啮合齿轮的有限元模型,选择具有代表性的啮合状态进行分析,并采用MPC单元的方法直接对主动轮施加扭矩。最后结合齿轮特点分析了应力结果。3、齿轮低速运转时的应力计算利用Marc提供的非线性分析功能,采用刚体控制方法,通过对主动轮施加较低的转速,对从动轮施加阻力矩,模拟齿轮在运转过程中的应力变化情况;研究了摩擦力对接触应力的影响,对一个轮齿啮合周期的应力变化作了详细的分析。4、齿轮弯曲疲劳寿命分析利用有限元分析应力结果,在MSC.Fatigue软件对斜齿轮齿根处进行了全寿命分析,求出了齿根处的寿命结果,并找出了失效区域,最后对指定的典型节点,进行了疲劳设计优化,并以载荷作为比例因子,对疲劳寿命结果进行了灵敏度分析。本文工作的完成,对提高发动机齿轮传动系统的寿命和可靠性,提高设计质量,降低设计费用,缩短开发周期,具有较好的工程实际意义。