熔体齿轮泵热特性分析

为研究熔体齿轮泵在输送高温高压介质,其齿轮产生热变形的情况。采用ProE进行实体建模,建立其中心轮和四个行星轮的3D模型。并基于热传导理论,建立中心轮和行星轮在高温介质中本体稳态温度场。由此,利用ANSYS软件对热和结构两个物理场进行耦合,模拟分析中心轮和行星轮在传输高温介质过程中热应力和热变形。结果表明,各齿的表面温度要略高于中间截面的温度,从齿顶到齿根温度有下降趋势,且梯度逐渐增大;整个啮合区域中两端温度偏低,其他区域温度梯度很小;中心轮最大热应力位于啮合处的齿根上,行星轮最大热应力位于啮合处的齿顶上,这两个位置是热应力破坏最危险的部位;中心轮的热变形会小于行星轮的热变形,热变形使得中心轮整体向外膨胀呈现凹形,热变形使得行星轮整体向外膨胀呈现梯形,这样就会造成卡齿,使得熔体齿轮泵无法正常运行。     

基于温度场的磨齿热特性研究

根据七轴五联动螺旋锥齿轮磨齿机的结构模型和数控磨削原理,采用热传导和矩形移动热源理论及有限元分析方法,建立了磨齿温度场有限元分析3D模型和磨齿瞬态温度场。由此,对热和结构两个物理场进行耦合,仿真分析了磨齿瞬态热特性。实例分析表明,磨齿瞬态最高温度远高于磨齿稳态温度,且位于磨削弧中心;其它各点的瞬态温度,随位置、时间以及其它影响因素的不同,呈现不同的变化规律。磨齿瞬态热应力、热变形与磨齿瞬态温度密切相关,同时还受结构、材料特性和磨削条件等因素影响,磨齿瞬态最大热应力与热变形位于磨齿瞬态最高温度附近。在其它条件相同时,采用油基磨削液的瞬态最高温度、热应力与热变形均比采用水基磨削液时要大。这些研究为控制螺旋锥齿轮磨削质量以及磨齿热变形的修形提供了依据。     

螺旋锥齿轮磨齿温度场研究与应用分析

根据螺旋锥齿轮的数控磨削原理,采用热传导和矩形移动热源理论及有限元分析方法,建立了磨齿温度场有限元分析3D模型和磨齿瞬态温度场。对热和结构两个物理场进行耦合,仿真分析了磨齿瞬态热应力和热变形。实例和试验分析表明:磨齿瞬态最高温度远高于磨齿稳态温度,且位于磨削弧中心;其他各点的瞬态温度,随位置、时间以及其他影响因素的不同,呈现不同的变化规律。磨齿瞬态热应力、热变形与磨齿瞬态温度密切相关,同时还受结构、材料特性和磨削条件等因素的影响,磨齿瞬态最大热应力与热变形位于磨齿瞬态最高温度附近。在其他条件相同时,采用油基磨削液的瞬态最高温度、热应力与热变形均比采用水基磨削液时要大。     

干运行弧齿锥齿轮齿面温升分析

根据啮合与成型原理,建立了弧齿锥齿轮齿面方程。采用有限元方法对弧齿锥齿轮进行了加载接触分析,获得了弧齿锥齿轮齿面10个啮合点的接触正压力、相对滑动速度以及摩擦因数。应用传热学原理,在对摩擦热源与热传导参数分析基础上,建立了弧齿锥齿轮啮合非稳态温度场有限元模型,仿真分析了齿轮干运行齿面温度场分布及其随时间变化规律。结果表明,弧齿锥齿轮干运行初始阶段,随着啮合周期的增加,齿面温度急速上升,之后上升缓慢,在温度上升的同时还出现与啮合周期相对应的波动;啮合转速增大使温度急速上升的时间延长,同时转速的增加导致更显著的温度上升。     

含误差螺旋锥齿轮齿面方程建立与分析

根据七轴五联动螺旋锥齿轮磨床结构,应用多体系统理论、齿轮啮合理论建立了含几何误差、热误差的螺旋锥齿轮齿面方程,并分析了砂轮主轴分别沿X、Y轴平移时和绕C轴旋转时对螺旋锥齿轮齿面误差的影响.结果表明,砂轮主轴沿X轴运动对齿面误差影响较大.本文研究对提高螺旋锥齿轮的加工精度和误差补偿提供了理论依据.     

螺旋锥齿轮齿面粗糙度对其乏油润滑寿命的影响

为揭示螺旋锥齿轮真实齿面粗糙度与失油啮合条件下乏油寿命间的关系,根据微分几何与啮合原理,计算啮合点的弹流润滑参数;建立考虑齿面粗糙度影响的弹流膜厚方程,借助有限元方法求解Reynolds方程得到啮合过程中各啮合点的法向正压力和弹流润滑中心油膜厚度;通过修正螺旋锥齿轮光滑齿面的乏油寿命预测公式,计算不同粗糙度表面参数下的螺旋锥齿轮乏油寿命,分析粗糙度表面参数对其寿命的影响规律。结果表明,结果表明,失油条件下齿面啮合乏油润滑寿命较短,在合适的范围内,增大齿面粗糙度能提高乏油寿命,且相对光滑齿面,粗糙接触齿面油膜分布较均匀。     

基于多体系统理论的螺旋锥齿轮误差齿面建立与分析

根据六轴五联动螺旋锥齿轮磨床结构,应用多体系统理论、齿轮啮合理论建立了含几何误差、热误差的螺旋锥齿轮误差齿面模型,并仿真了砂轮主轴分别沿X、Y轴平移和绕C轴旋转时,螺旋锥齿轮理论与误差齿面.仿真结果表明,砂轮主轴绕C轴旋转对齿面误差影响较大.文章研究对提高螺旋锥齿轮的加工精度和误差补偿提供了理论依据.     

螺旋锥齿轮误差齿面及差曲面的建立与分析

针对六轴五联动螺旋锥齿轮磨床结构,应用多体系统理论、齿轮啮合理论,建立了含几何误差、热误差的螺旋锥齿轮误差齿面与差曲面模型并进行了实验验证,仿真分析了砂轮分别沿X轴、Y轴平移时和绕C轴旋转时,螺旋锥齿轮理论齿面与误差齿面以及它们的差曲面。结果表明,砂轮绕C轴旋转所产生的运动副误差对齿面误差影响较大。研究结果对提高螺旋锥齿轮的加工精度和进行误差补偿提供了理论依据。        

螺旋锥齿轮三维齿面接触分析研究

以往螺旋锥齿轮齿面接触分析过程中是通过二维齿面接触分析实现,为获得更直观齿面接触分析效果,采用数值法求得了螺旋锥齿轮三维齿面接触区。基于螺旋锥齿轮齿坯参数、刀具参数及安装调整参数建立螺旋锥齿轮数学模型,在此基础上建立螺旋锥齿轮虚拟装配数学模型,得到虚拟啮合的数学模型,采用数值法求解螺旋锥齿轮啮合过程中的接触迹线以及瞬时三维接触椭圆接触,最终得到螺旋锥齿轮齿面三维接触区。通过实际算例验证了相关算法的正确性。     

基于有限元法的螺旋锥齿轮啮合刚度计算

螺旋锥齿轮啮合刚度计算是其动力学分析的基础,螺旋锥齿轮动力学分析中多用正弦或余弦级数对轮齿刚度曲线进行近似处理,进而影响动力学分析计算的精度.基于螺旋锥齿轮加载接触有限元分析原理,研究螺旋锥齿轮啮合刚度计算方法,给出使用有限元软件计算螺旋锥齿轮刚度的关键技术及前处理方法,应用有限元分析软件ABAQUS构建一对五齿螺旋锥齿轮模型并计算出法向接触力和综合弹性变形量,得到单齿啮合刚度和多齿综合啮合刚度,分析不同载荷对刚度曲线的影响,结果表明载荷的变化会对刚度曲线的幅值和周期产生较大的影响,在计算刚度曲线时需考虑载荷对重合度以及接触位置的影响,通过计算直齿轮刚度并和已有文献作对比验证了该方法的正确性,研究工作为螺旋锥齿轮动力学分析提供了基础条件.     

弧齿锥齿轮传动的稳态本体温度场分析

针对弧齿锥齿轮几何学的复杂性,基于传热学理论,提出了一种计算弧齿锥齿轮稳态体温度场的数学模型,用三维8节点有限元讨论了弧齿锥齿轮轮齿的有限元网络划分。作者用变分原理研究了弧齿锥齿轮稳态本体温度场的泛函和计算啮合齿面上摩擦输入热的方法,从而把求解弧齿锥齿轮稳态本体温度场归结为求解一组线性代数方程组。给出了一个算例,并讨论了诸种因素（如热物性参数,几何参数和工况条件等）对弧齿锥齿轮稳态本体温度场的影响。本文的计算结是要与文献[5]给出的弧齿锥齿轮稳态本体温度场相符合,表明了作者所提出的方法是一种合理的和有效的方法。     

旋转齿轮瞬时接触应力和温度的分析模拟

建立了高速齿轮传动轮齿瞬时接触温度的分析方法和模型;采用赫兹接触理论和有限元接触分析方法分析了标准渐开线齿廓和齿顶修形齿廓的齿面接触压力;研究了啮合过程中轮齿的相对滑动速度和齿面摩擦因数以及摩擦热流密度的计算方法;建立了轮齿本体温度的有限元温度分析模型;计算了轮齿接触面的瞬时温升;分析了标准和齿顶修形渐开线齿轮的轮齿本体温度和瞬时接触温度及相关因素对它们的影响。     

高齿弧齿锥齿轮的承载啮合仿真和动态性能试验

研究了高齿弧齿锥齿轮和普通弧齿锥齿轮的加载接触过程，对比了二者在载荷作用下的齿面载荷分布、齿面加载接触印痕和承载传动误差，计算了齿根弯曲应力。在台架试验台上测定了高齿弧齿锥齿轮和普通弧齿锥齿轮的噪声和振动量，实验证明高齿弧齿锥齿轮齿面载荷分布合理，弯曲应力较小，具有较低的噪声和较好的动态特性。     

基于ABAQUS的滤波减速器的齿轮本体温度场分析

对设计的一种新型滤波传动件进行受力分析,采用C语言编程计算的方法,对滤波减速器齿轮啮合齿对的相对滑动速度及啮合齿面的单位面积的摩擦热流量进行分析计算,确定滤波减速器齿轮本体温度场热分析的边值问题、加载参系数后,应用有限元分析软件ABAQUS进行分析计算,分析齿轮的本体温度场分布情况.结果表明:在载荷一定的条件下,随着转速的增加,单位面积的摩擦热流量也随之增加,但温度场的分布不会因转速的变化而改变;齿轮上温度场分布不均匀,最高温度点出现在齿轮接触面靠近节线处,最低温度出现在轮齿端部,这会造成齿轮的热应力变形,导致减速器承载能力下降、传动精度降低、使用寿命缩短.     

弧齿锥齿轮参数调节状态下行波共振特性及其影响规律研究

针对某型航空发动机中央传动锥齿轮在实际使用中因行波共振造成的从动轮断裂失效问题,采用仿真分析与试验验证相结合的方法,研究弧齿锥齿轮参数调节状态下的行波共振特性及其影响规律。基于有限元方法对齿轮进行模态分析,讨论辐板厚度和工作温度对齿轮行波共振特性的影响;基于Hertz接触理论对啮合齿轮进行瞬态动力学分析,重点讨论行波共振状态下负载功率、工作温度及阻尼系数对齿轮应力分布的影响。仿真与试验对比结果表明：模态计算和动力学分析的仿真结果误差均在合理范围内。在满足齿轮设计有关要求前提下,调整辐板厚度可避开共振转速或共振频率。在振动应力分布的共振参数敏感性方面：当齿轮在三四节径行波共振状态下工作时,齿根处应力值最大,辐板正面应力值最小;随着齿轮负载功率、工作温度和阻尼系数变化,从动轮辐板正面应力变化较小,辐板背面和齿根处变化较大。在该齿轮改进和优化设计中,需重点针对三四节径行波共振进行处理。     

弧齿锥齿轮热摩擦学行为研究的几个方面

论述了弧齿锥齿轮热摩擦学行为研究中涉及的四方面重要内容（热接触分析、传 热计算、温度场分析及热变形等）,提出了分析方法,建立了各分析模型,为弧齿锥齿 轮热分析计算提供了理论依据。     

基于Ansys/LS-DYNA的弧齿锥齿轮动态接触仿真分析

弧齿锥齿轮的啮合是一个极其复杂的非线性过程,为获得更符合实际的接触应力,以一对动车组弧齿锥齿轮为例,在Pro/E中进行三维参数化精确建模,利用Ansys/LS-DYNA对弧齿锥齿轮进行动态接触仿真分析。计算出齿轮副从开始啮合到退出啮合的整个动态啮合过程中的齿面接触应力的分布变化情况,得到轮齿不同部位的有效应力随时间变化的曲线,并对计算结果进行了理论分析。     

螺旋锥齿轮参数化精确建模

以齿轮啮合原理为基础,阐述了球面渐开线螺旋锥齿轮齿廓的形成机理,建立了螺旋锥齿轮齿面点坐标参数方程,构建了格里森制螺旋锥齿轮数学模型.利用基于Pro/E参数化建模方法,创建了螺旋锥齿轮单齿齿形,用阵列操作,建立了完整的螺旋锥齿轮三维实体造型,并通过运动仿真验证了该建模的精确性,为螺旋锥齿轮设计与制造研究提供了一种参数化设计方法.