渐开线少齿差行星齿轮减速器动态接触仿真分析

首先通过SolidWorks建立了渐开线五齿差行星齿轮减速器的三维模型,运用ABAQUS有限元软件对齿轮副进行了在额定工况下的动态接触仿真分析,得到轮齿从进入啮合到退出啮合全过程的动态啮合效果,得到了啮合时轮齿的接触应力和von-mises等效应力;仿真分析了渐开线少齿差行星减速器在不同载荷下的重合度,并得出了其单齿啮合刚度曲线,根据线性叠加原理,得出了渐开线少齿差行星减速器在额定载荷作用下的时变啮合刚度曲线。     

少齿差行星减速器动力学仿真分析

介绍了少齿差减速器的结构和转动原理,对其转速和啮合力进行了理论计算。运用ADAMS软件对少齿差减速器进行了运动学仿真,仿真结果显示,双联齿轮和输出齿轮的转速及减速器的传动比与理论计算结果相吻合,从而验证了模型的正确性。采用ABAQUS软件对减速器进行动态接触仿真分析,仿真结果显示,接触齿对的啮合力与理论计算结果误差在7%以内,进一步分析了在动态啮合过程中不同载荷对轮齿啮合力和接触面积的影响。同时,研究了齿轮在额定载荷作用下,轮齿实际接触齿数以及载荷的分配,为减速器动力学分析和工程应用提供依据。     

基于最小势能原理的双渐开线齿轮载荷分布研究

双渐开线齿轮接触线上的载荷非均匀分布,使得载荷计算困难。采用现有的方法或过于简化导致精度不足,或过于复杂使得计算量大、耗时长,并不适用于双渐开线齿轮载荷分布研究。为此,将双渐开线齿轮接触线等分为若干段,建立了双渐开线齿轮载荷分布模型,综合有限元法对轮齿载荷分布进行了研究。首先,根据双渐开线齿轮的啮合特点,求解了时变接触线,将每一啮合时刻下的齿轮接触线“分段”;然后,基于最小势能原理,建立了双渐开线齿轮的载荷分布模型,综合有限元法对齿轮轮齿载荷分布进行了研究;最后,对双渐开线齿轮与普通渐开线齿轮的载荷分布进行了对比分析,并研究了输入扭矩、齿宽对双渐开线齿轮轮齿载荷分布的影响。研究结果表明：载荷分布模型与有限元仿真结果之间的误差在10%之内,载荷分布模型合理可靠;双渐开线齿轮沿接触线方向载荷分布不均匀,节线附近载荷值最大;同参数、同工况下的双渐开线齿轮载荷波动幅度小于普通渐开线齿轮;输入扭矩增加,双渐开线齿轮节线附近载荷分布发生突变;齿宽增加,双渐开线齿轮沿接触线载荷分布不均匀程度增加。     

航空减速器弧齿锥齿轮动态啮合仿真分析

利用大型有限元分析软件MSC.Marc,建立了某航空减速器弧齿锥齿轮副多齿对啮合的三维有限元非线性接触分析模型。基于该模型,在一个啮合周期内,对齿轮副进行了在一定转矩和转速下的动态啮合仿真分析,给出了动态啮合时轮齿的接触状态、接触应力、齿根弯曲应力及主从动齿轮的转矩、转速和加速度随啮合位置变化的规律。分析表明,本文得到的结果非常符合实际啮合规律,并对进一步的疲劳寿命分析提供了依据。     

考虑安装误差的齿轮副齿向接触分析

齿轮副的安装误差会改变齿轮副的啮合状态。对于零载荷传动时的齿轮副,不考虑其制造误差,由于安装误差的存在,当一侧端面两轮齿渐开线齿廓啮合时,同一啮合齿对另一侧端面两渐开线齿廓并不一定啮合。将不啮合一侧端面两轮齿齿廓在啮合线上的两点的距离称为接触线偏差。以接触线偏差作为安装误差对齿轮副齿向接触均匀程度的影响的评判指标,对安装误差进行了分析,得到了误差与接触线偏差的关系式以及各类安装误差对齿轮副齿向接触的影响程度,并利用有限元仿真对存在安装误差的齿轮副做了接触分析及验证。     

矿用减速器斜齿轮副动态啮合仿真分析

利用大型有限元分析软件ANSYS建立了某矿用减速器变位斜齿轮副多齿对啮合的有限元非缌性接触分析模型.基于该模型,对齿轮副进行了在一定工况下的动态啮合仿真分析,得出瞬态啮合时轮齿的接触状态、接触应力、齿根弯曲应力以及主从动齿轮的转矩、转速随啮合位置变化的规律符合实际啮合规律,同时得到最恶接触位置,并在此位置进行了静态接触强度分析.分析结果表明,动态啮合仿真能够真实反映轮齿的接触状态、接触应力以及齿根弯曲应力的动态变化,静态接触分析进一步验证动态啮合分析的可靠性,也为疲劳寿命分析提供了依据.     

少齿差行星齿轮传动多齿弹性啮合效应的研究

采用有限元分析方法,使用ANSYS Workbench建立了少齿差行星减速器的参数化接触模型。对少齿差行星减速器进行静力学接触分析,分析结果表明,少齿差行星齿轮在传动过程中齿对存在弹性变形,从而出现多齿弹性啮合现象;并得到了在不同转矩下,少齿差行星齿轮传动的实际接触齿对数及各齿间载荷分配规律;分析计算结果为提高少齿差行星齿轮传动的承载能力、齿轮几何参数的优化设计及零部件的强度分析具有重大意义。进行少齿差齿轮传动的多齿弹性啮合效应的研究,对齿轮传动的承载能力的估算,降低制造成本,减小整机和齿轮尺寸,也有很重要的意义。利用有限元软件Ansys对少齿差行星减速器进行分析得到了减速器传动过程中的实际接触齿对数及各齿间载荷分配。     

基于载荷分担理论的双渐开线齿轮混合弹流润滑分析

根据双渐开线齿轮齿廓啮合特点,基于载荷分担、弹流润滑理论,建立双渐开线齿轮混合弹流润滑模型,研究双渐开线齿轮齿廓参数对混合弹流润滑特性的影响。采用对比法分析双渐开线齿轮与同参数普通渐开线齿轮啮合特性及润滑性能差异,并研究双渐开线齿轮齿廓参数对润滑特性的影响。研究表明:双渐开线齿轮由于轮齿分阶的影响,其啮合特性及润滑性能与普通渐开线齿轮相比有较大差异;稳态载荷作用下,双渐开线齿轮在除接触线全部位于齿顶啮合区之外的位置,润滑性能优于普通渐开线齿轮;双渐开线齿轮中心膜厚随齿腰高度系数增大而减小,摩擦因数随齿腰高度系数的增大而增大;中心膜厚在齿顶啮合区随齿腰切向变位系数的增大而减小,在齿根啮合区中心膜厚变化规律与齿顶啮合区相反,摩擦因数随齿腰切向变位系数的增大而减小。     

航空减速器弧齿锥齿轮啮合仿真模型

利用大型有限元分析软件Msc．Marc的直接约束法,建立了某航空减速器弧齿锥齿轮副多齿啮合的三维有限元非线性接触分析模型,该模型可同时实现转矩和运动的传递。基于该模型,对齿轮副进行了一个啮合周期的准静态啮合仿真分析,给出了准静态啮合时轮齿的接触状态、接触应力、齿根弯曲应力及主从动齿轮的转矩和转速随啮合位置变化的规律。分析表明,本文得到的结果非常符合实际啮合规律,也验证了模型的正确性。     

高重合度摆线内齿轮副时变啮合刚度计算与齿间载荷分配研究

高重合度摆线内齿轮副时变啮合刚度计算和齿间载荷分配是其动力学分析和强度设计的基础,由于是多齿啮合,齿间载荷分配非常复杂,属于静不定问题。结合现有文献,考虑了真实的过渡曲线和精确的轮齿建模,采用更为准确的齿面赫兹接触刚度计算方法,基于势能法建立了与摆线齿形相适应的单轮齿对啮合综合刚度模型,针对该齿轮副的传动特点,构建了其变形协调方程,提出了多齿啮合齿间载荷分配模型。为验证所建模型的正确性并提高仿真分析效率,在ABAQUS中利用Python脚本编程进行二次开发,实现了精确化建模、参数化分析和自动化操作,根据齿轮加载接触分析结果和基于有限元法的轮齿对受载啮合刚度计算方法,得到了不同负载转矩作用下单轮齿对、多轮齿对的啮合综合刚度和轮齿啮合力。对比表明,计算结果趋势吻合、数值接近,验证了建模分析的正确性,可为动力学分析和强度计算提供基础。