带式啮合介质齿轮传动的磨损仿真分析

带式啮合介质齿轮传动中,齿轮副的接触由高模量的齿轮对接触转化为高模量齿轮与低模量介质带的接触,磨损主要发生在柔性介质带上。应用Archard黏着磨损理论,建立带式啮合介质齿轮传动磨损数学模型,用Solid Works三维建模软件建立带式啮合介质齿轮的实体模型,并对其结构静力学进行分析;根据磨损数学模型和接触应力的分布情况,模拟计算出介质带的磨损量。结果表明:带式啮合介质齿轮传动最大接触应力发生在啮合节点处,弹性应变主要发生在介质带上,啮合节点处应变值最大;介质带的磨损量随载荷和滑动距离的增加而增加,最大磨损量发生在啮合节点处,在齿轮啮合线上不同节点处磨损量略有差距,边缘处磨损量最大。     

带式啮合介质齿轮传动动力学性能分析

针对带式啮合介质齿轮传动中存在的动力学性能问题,首先建立了考虑齿轮啮合刚度、误差激励、介质带阻尼等参数的带式啮合介质齿轮传动系统简化振动模型,然后利用Solidworks软件对带式啮合介质齿轮传动系统进行了实体建模,最后导入ANSYS有限元分析软件对该模型进行了动力学性能分析仿真。研究结果表明：介质带的存在没有改变齿轮传动过程中的应力变化规律;带式啮合介质齿轮传动相比普通渐开线齿轮传动,其振动幅度减小,振动周期增大,介质带的存在改变了传动系统啮合刚度和啮合阻尼,起到了减振降噪的作用。     

节点外啮合齿轮副接触应力分析研究

针对节点外啮合齿轮传动的啮合特点,研究了外啮合与内啮合齿轮齿廓上综合曲率半径的变化规律;对常规的接触应力计算方法进行了改进,建立了节点外啮合齿轮的接触应力进行计算;求解了节点外啮合齿轮传动与普通齿轮传动的接触应力,并做了分析对比。计算结果表明,外啮合齿轮传动采用节点后啮合,内啮合齿轮采用节点前啮合可以提高齿轮传动的接触强度。     

考虑齿间滑动影响的高速列车传动齿轮动态接触特性分析

为研究高速列车传动齿轮在啮合过程中因接触表面各啮合点处滑差不一致对动态接触特性的影响.以CRH3型动车组转向架传动齿轮为研究对象,基于齿轮接触相关理论及轮齿摩擦关系,引入考虑轮齿表面滑差、动力黏度及载荷等因素下的EHL时变摩擦模型,利用ABAQUS/Standard提供的隐式直接积分法对低速重载工况下的传动齿轮进行动态分析.通过对比无摩擦、常摩擦因数及变摩擦下的仿真结果分析齿轮间滑差及摩擦因数大小对齿轮副动态接触特性的影响.结果表明,表面啮合节点摩擦因数不一致对齿轮接触合力、接触斑面积、Mises、接触应力最大值及其分布影响很小;在啮合过程中,考虑滑差影响的齿面摩擦力波动更平缓,均值较常摩擦增加了 40％;摩擦剪应力分布比采用常摩擦得到的结果更贴合实际.而常摩擦因数数值的增加对应力分布影响不大,但会使得接触面应力值相应增加,加剧系统的周期性振动.     

渐开线圆柱直齿轮结构参数对啮合效率的影响分析

以渐开线圆柱齿轮机构啮合效率为研究对象,基于齿轮副间接触反力的概念,分析了接触齿面间摩擦因数的影响因素,借鉴已有摩擦因数研究模型,分析了直齿和斜齿传动的啮合特点,推导出直齿齿轮传动的瞬时啮合效率和平均啮合效率的数学求解式;以直齿齿轮传动为例,在不同传动比、摩擦因数、压力角情况下分析了齿轮机构的啮合效率。结果表明,摩擦因数与齿轮啮合效率成反比,较大的压力角和传动比能提高齿轮的啮合效率,增速齿轮传动比减速齿轮传动的啮合效率高。     

WN齿轮传动弹流润滑及接触摩擦效率研究

应用WN齿轮接触摩擦与弹流润滑机制结合的方法进行效率分析.依据WN齿轮副啮合原理,创建该齿轮动力润滑与混合摩擦分析模型,分析了啮合中载荷与弹性接触对油膜厚度的影响,探讨油膜形成机制和承载特性;通过啮合过程中的接触摩擦分析,推导出WN齿轮啮合时动力传动效率计算新方程;分析齿轮运转速度、负载及润滑等对传动效率的影响.结果表明:在高速下WN齿轮的传动效率高于渐开线齿轮而在低速下却相反;旋转速度对传动效率的影响要比载荷的影响更大.通过实例计算和试验分析验证了本方法的有效性.     

带式啮合介质齿轮传动

研究提出一种以柔性带作为啮合介质的齿轮传动.给出带式啮合介质齿轮及其基准齿条的合理齿廓和齿厚计算方法;在电功率流封闭式齿轮试验台上进行该传动与渐开线齿轮传动的性能对比试验以及水、油润滑性能对比试验:根据试验结果优选介质带进行传动性能和疲劳寿命试验.结果证明,介质带能改善齿轮的流体润滑、降噪、减振,使齿面不易损坏,降低制造工艺要求,并可能实现水润滑.     

安装误差对弧线齿面齿轮接触特性影响分析

为了解决安装误差对弧线齿面齿轮齿面接触的影响,根据面齿轮传动的啮合原理,采用展成加工的方法,得到了弧线齿面齿轮副的精确啮合模型,并推导了含安装误差的弧线齿面齿轮齿面方程,得到了弧线齿面齿轮齿面主曲率及接触应力的计算方法。在此基础上,分析了轴交错误差,轴交角误差,轴向偏移误差对弧线齿面齿轮啮合点轨迹及接触应力的影响规律。研究结果表明：三种安装误差都会对面齿轮接触位置和接触应力产生影响,其中轴交角误差影响最为显著,应当避免,适当选取轴交错误差与轴偏移误差可提高弧线齿面齿轮副的承载能力。     

齿轮接触强度的研究及基于Visual Basic语言的程序设计

根据齿轮啮合原理和接触力学,深入研究了渐开线齿轮传动啮合过程中各啮合点的接触应力计算,研究了不同参数齿轮传动最大接触应力可能出现的啮合位置,分析了国家标准(GB/T 3480-1997)接触强度计算公式,指出了国家标准中接触应力计算公式的局限性,提出了更加全面的确定和计算最大接触应力的方法;并运用Visual Basic语言和Microsoft Visual Basic6.0软件,编制了齿轮接触强度的计算程序;程序为计算齿轮的几何参数、接触应力及接触强度校核提供了快捷的工具,可以大大提高了齿轮设计的效率.     

胶印机滚筒齿轮接触有限元分析

通过Pro／E软件建立对开胶印机橡皮滚筒和压印滚筒齿轮模型,导入到ANSYS中进行分析,得出齿轮啮合存在干涉和应力集中现象,需要对齿轮进行修形。然后又分析了摩擦力对齿轮接触应力的影响,设置10个不同摩擦系数,对同一模型进行齿轮的接触有限元分析,通过分析结果得出摩擦力对齿轮接触的影响,结果表明齿轮的接触应力随着摩擦系数的增大有增大的趋势,当啮合齿轮没有摩擦力时,轮齿的最大接触应力最小。研究结果显示,摩擦对齿轮接触的影响不可忽视。     

齿轮接触面最大剪应力最敏感参数的分析

通过理论分析和实例计算,分析了轮齿接触区次表面的应力分布;指出发生在接触区次表面的最大剪应力对接触疲劳磨损起着重要作用;论证了最大剪应力最敏感的参数为最大Hertz应力Pmax及其相关参数.进而完善了齿轮传动接触强度的设计方法.     

考虑边缘接触直齿面齿轮传动轮齿接触分析

主要分析了直齿面齿轮传动在考虑边缘接触条件下的啮合.从理论上推导了求解边缘接触的数学模型及边缘接触点满足的约束条件,利用相邻接触点主曲率方向相似的方法确定了当发生边缘接触时在接触曲面上的主曲率方向.结果显示,边缘接触更容易在刚进入啮合时产生,并且在边缘接触点处几何传动误差不再为O.     

齿轮传动多模式失效的时变可靠性分析

提出一种在多种失效模式下的齿轮传动时变可靠性模型和计算方法.以齿轮疲劳寿命系数与应力循环次数之间的关系曲线建立齿轮强度时变模型,进而建立同时考虑齿面接触疲劳失效和齿根弯曲疲劳失效的可靠性分析模型.基于一次二阶矩方法推导齿面接触疲劳失效和齿根弯曲疲劳失效的时变概率计算公式,并推导出了这两种失效模式的联合失效概率密度函数的...     

三维螺旋齿廓曲面接触强度计算模型

从三维螺旋齿廓曲面的形成得到接触强度计算模型。介绍改进的有限元齿廓曲面接触强度计算法,包括改进的计算方法、确定产生最大接触应力时啮合位置的方法等。提出计入齿面接触载荷非线性及啮合齿对数发生变化时的斜齿轮三维强度有限元建模方法及程序,给出应用实例。该方法使齿面接触强度计算更接近工况。此方法还可应用于圆柱螺旋齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆等传动接触强度的计算。     

Experimental measurement of strain and stress state at the contacting helical gear pairs

Contact stress evaluation in gears has been a complex area of research, due to its non-linear and non-uniform nature of stress distribution. The high contact stress on gears results in pitting and scuffing, which leads to tooth failure. Furthermore the effects of friction on gear contacts make the problem more complicated. Hence, in this paper, attempt has been made to study contact stress in gears. The experimental testing and analysis of the helical gear was carried out using Gear Dynamic Stress Test Rig (GDSTR). GDSTR is a newly designed test rig to compute the contact stresses on the gear pair contact, under real gear conditions. GDSTR uses the strain gauge and carbon slip rings to measure the surface contact stresses at the contacting points of a meshed gears. The experimental analysis showed promising results which have been verified by the finite element frictional contact analysis. The experimental testing was carried out on 5° and 25° helical gear pairs. Helical gear models with the same specifications and for different frictional coefficient conditions were also generated using FE modelling. The frictional contact stress analysis using FEM has been used for comparison with the experimental results.     

关于面齿轮接触和弯曲应力有限元计算方法的研究

根据面齿轮加工基本坐标系和齿轮啮合原理,由刀具齿面方程和坐标转换矩阵建立了面齿轮齿面方程,通过编程计算出面齿轮齿面点,实现了面齿轮三维可视化建模。采用三维有限元分析方法,研究了5种不同载荷条件下面齿轮传动的接触应力、弯曲应力和重合度的变化规律。计算结果表明,随着载荷的增大,面齿轮齿面接触区和重合度增大;在单齿啮合时,面齿轮接触和弯曲应力最大,弯曲应力最大值出现在沿齿高方向靠近中间的位置。本文对面齿轮传动的强度设计具有一定的指导意义。     

某无人直升机主传动齿轮啮合强度分析

基于ANSYS分析软件,采用接触单元,对某无人直升机主传动齿轮副的啮合过程进行数值模拟,直观得到了啮合过程中齿轮副上的瞬态应力,并对该齿轮副进行疲劳计算,预估其寿命,从而为该齿轮安全工作和优化设计提供理论依据。这种基于ANSYS的齿轮啮合强度分析方法可为其它齿轮啮合疲劳传动分析提供借鉴。