弧齿锥齿轮啮合过程动态应力分析

介绍了利用ANSYS对弧齿锥齿轮进行瞬态啮合的前置处理、划分网格、使加约束的方法。基于目前弧齿锥齿轮的应力分析研究现状。对齿面啮合质量进行了齿面接触分析(TCA),并且利用在CAE方面有很强能的ANSYS软件对弧齿锥齿轮进行啮合状态下的动态仿真[5-7],得到较为准确的齿面接触应力和齿根弯曲应力。建立了弧齿锥齿轮三维有限元非线性接触模型,对弧齿锥齿轮在一定的转速和负载转矩下进行了动态啮合仿真,得到了一个啮合周期下的齿轮齿面接触应力和齿根弯曲应力的变化规律。进行了轮齿加载接触分析(LTCA),得到了轮齿啮合传动中的齿面接触应力、弯曲应力变化过程。该方法可以进一步为弧齿锥齿轮强度分析和疲劳寿命计算提供理论依据。     

弧齿锥齿轮加载啮合特性有限元分析

基于齿轮啮合原理计算获得了弧齿锥齿轮精确的三维几何实体模型,并由此建立了齿轮加载啮合特性有限元分析模型,以赫兹接触解析法合理地确定了有限元的网格密度。根据弧齿锥齿轮副6齿对模型,获得了齿轮在啮合过程中的齿面接触应力和齿根弯曲应力最大值的位置,并绘制出了啮合周期内的应力曲线。分别以载荷和安装误差参数为变量,研究了弧齿锥齿轮加载情况下的接触斑点以及接触轨迹等啮合特性。研究结果对弧齿锥齿轮的设计和实际应用起到了重要的指导作用。     

弧齿锥齿轮准静态啮合仿真分析

利用大型有限元软件MSC.Marc,建立了弧齿锥齿轮副三齿啮合的三维有限元非线性接触模型.该模型可以实现转速和转矩的传递,基于该模型对齿轮副进行了准静态啮合仿真分析,并对啮合过程中的齿面接触应力及齿根弯曲应力变化规律进行了研究.数值计算结果符合弧齿锥齿轮的实际啮合规律,为进一步分析高速情况下弧齿锥齿轮的啮合状态提供了基础和依据.     

基于无油润滑的弧齿锥齿轮的三维瞬态温度场仿真分析

文中基于齿轮啮合原理及轮齿加载接触分析,应用摩擦学和传热学原理,在ANSYS9.0软件中建立了弧齿锥齿轮三维有限元模型.讨论了边界条件的确定方法以及热载荷的计算,同时合理考虑各种相关参数进行了三维瞬态温度场计算仿真,给出了典型时刻的温度场分布云图以及温度时间变化曲线.仿真结果表明:无油润滑阶段,弧齿锥齿轮啮合表面迅速升温,高温区域集中在轮齿接触区,在齿面中间部分上出现两个温度峰值,在大轮转速10000r/min,小轮转矩200N·m情况下,温度在5min内升高了22.5℃.     

基于Pro/E和Abaqus的弧齿锥齿轮建模与动态接触分析

基于弧齿锥齿轮的成型原理,得到了弧齿锥齿轮齿面三维坐标方程。依照Gleason公司所提供的弧齿锥齿轮计算调整卡,编写MATLAB程序,求解出各齿面离散点的三维坐标,运用三维造型软件,建立弧齿锥齿轮副的三维模型。把三维模型导入到有限元软件Abaqus中,创建了弧齿锥齿轮副的有限元模型,完成了弧齿锥齿轮副的接触分析。根据分析结果,获得某一对轮齿在一个完整的啮合周期内,齿面啮合点处接触正压力的变化情况,并用实验验证了仿真结果的准确性,为弧齿锥齿轮的设计、制造、优化提供了参考依据和技术支持。     

双圆弧弧齿锥齿轮齿面接触分析

齿面接触分析是双圆弧弧齿锥齿轮啮合分析的有效工具,是进行加载齿面接触分析、有限元分析的基础.文中利用齿面接触分析(Tooth Contact Analysis,TCA)原理,结合双圆弧弧齿锥齿轮的齿形特点,对其TCA程序的关键内容及实现方法进行了介绍,实现了对双圆弧弧齿锥齿轮传动啮合质量的数值仿真分析.最后通过实例对该TCA程序进行了验证,为双圆弧孤齿锥齿轮的设计提供了有效的手段和方法.     

基于齿面通用模型的不同齿廓内啮合章动锥齿轮建模与接触分析

内啮合章动弧齿锥齿轮齿面数学模型推导过程较为复杂。为了建立不同齿廓章动锥齿轮模型并进行加载接触分析,利用通用法向基本齿廓建立了假想媒介冕齿轮齿面通用数学模型。根据冕齿轮与章动内啮合弧齿锥齿轮的啮合关系,推导得到适于不同齿廓的章动弧齿锥齿轮齿面通用数学模型。再以渐开线与双圆弧为法向基本齿廓,分别建立了渐开线和双圆弧两种齿廓的章动弧齿锥齿轮齿面模型及其三维模型。利用有限元软件分别对高低功率、不同齿廓的章动内啮合弧齿锥齿轮进行了加载接触分析。结果表明,负载大小对渐开线弧齿锥齿轮的加载接触特性影响较大;双圆弧弧齿锥齿轮相对于渐开线弧齿锥齿轮具有承载能力更大、传动更平稳的优点。     

弧齿锥齿轮不同齿面结构下的稳态温度场研究

建立了高速重载工况下的直升机主减速器热网络模型,得到弧齿锥齿轮温度场随齿面结构变化规律.对基于主动设计得到的弧齿锥齿轮齿面进行加载接触分析(LTCA)得到齿间载荷,结合摩擦学和传热学得到锥齿轮的摩擦因子和热载荷,研究分析了锥齿轮的齿面接触迹线方向、接触椭圆半长轴长度、传动比的1阶导数的改变对锥齿轮温度场的影响规律.     

支撑变形下弧齿锥齿轮传动的承载接触有限元分析

转子的变形会对弧齿锥齿轮传动的接触轨迹及传动误差产生影响,从而影响传动的平稳性和可靠性。在传动系统弯扭耦合振动分析的基础上,获得弧齿锥齿轮的支撑变形量,并将其等效为齿轮副的安装错位量。基于加载接触有限元分析原理,利用MATLAB自编有限元程序,给出了考虑支撑变形的弧齿锥齿轮承载接触分析方法。以一对弧齿锥齿轮为对象,研究其在一个啮合周期内小齿轮齿面最大接触应力和齿根最大弯曲应力的变化情况,为高质量弧齿锥齿轮传动提供了一种有效的设计与分析方法。     

基于热分析的二次曲面弧齿锥齿轮接触分析

运用微分几何和啮合原理等理论,研究了二次曲面弧齿锥齿轮齿面主曲率与主方向的求解过程,建立了相应的系统的接触分析方法,并通过实例,证明了此分析方法的可靠性,为弧齿锥齿轮温度场的计算提供了依据。