基于有限元法的新型汽车门锁中塑料斜齿轮强度仿真分析

为研究某新型汽车门锁中的塑料斜齿轮在工作条件下的轮齿受力情况,运用Abaqus建立了斜齿轮啮合的有限元模型,基于非线性接触算法对塑料斜齿轮的接触过程进行了仿真分析,并得到塑料斜齿轮的接触应力与弯曲应力。运用刘易斯方程及齿轮赫兹应力理论对塑料斜齿轮啮合过程中的许用应力进行了理论计算,并与有限元仿真结果进行对比;结果验证了塑料齿轮的强度满足实际工作的要求,并指出齿轮正常啮合过程中最大接触应力出现在齿轮双齿啮合区间,而最大弯曲应力发生在两齿啮合即将进入三齿啮合位置,此时齿轮容易发生疲劳破坏,提出了提高齿轮轮齿强度的改进方案。研究为塑料齿轮的强度分析提供了理论依据。     

行星传动动态啮合有限元仿真分析

为探究行星齿轮传动过程中啮合轮齿的应力分布规律,运用AbAQUS建立了行星齿轮啮合副的有限元模型,采用非线性静态通用设置对齿轮的接触过程进行了准静态接触仿真分析,并采用显式动态分析模拟齿轮转动,将两种分析结果中接触应力与齿根应力的变化情况与传统理论计算结果进行对比,得到了模拟齿轮的动态接触应力与齿根应力的分布,本文对行星轮传动的设计以及齿轮副动态啮合特性的研究提供更为准确的分析方法。     

渐开线直齿轮啮合过程中载荷及应力的计算机模拟

基于有限元法,提出了一种渐开线直齿轮在啮合过程中参数化模型的表达方法,建立了能随啮合过程变化自动调整接触区和整体模型的啮合轮齿有限元分析模型,采用有限元弹性接触分析方法对轮齿从啮入至啮出整个啮合周期的接触载荷分配及分布、应力分布的变化等进行了研究。采用该方法可实现用计算机模拟齿轮在啮合过程中载荷及应力的变化。     

直齿轮承载接触分析与强度计算

利用轮齿接触分析(TCA)和轮齿承载接触分析(LTCA)对直齿轮副进行了啮合仿真。在此基础上,结合弹性理论,计算了各啮合点上的接触应力。利用有限元应力影响矩阵法分析了齿根应力分布变化过程。根据LTCA的计算结果,提出了一种齿轮寿命近似计算方法,估算了直齿轮副的寿命。最后,基于MATLAB语言开发了直齿轮齿面啮合分析与修形设计软件。     

塑料斜齿轮与钢制蜗杆的啮合理论分析

基于塑料斜齿轮与钢制蜗杆传动副的成型原理,推导出传动副的啮合方程式.结合赫兹接触理论,分析不同载荷下塑料斜齿轮与钢制蜗杆的齿廓变形规律和潜在接触点.运用有限元方法,模拟塑料斜齿轮的应力应变状态与齿廓变形过程,从而得出了塑料斜齿轮啮合的变化规律.验证了采用赫兹接触理论分析啮合过程的正确性.     

船拖分动箱齿轮啮合特性分析

船式拖拉机分动箱传动系统的特性为船式拖拉机动力系统平稳、高效运行关键因素,建立分动箱一级传动啮合齿轮热弹耦合模型.在额定工况条件下,对直齿圆柱齿轮传动啮合特性进行有限元接触仿真分析,研究了热弹耦合、不同摩擦系数对齿轮接触压力、齿面啮合区域法向载荷及啮合刚度的影响规律.结果 表明,齿轮啮合过程中摩擦生热使得齿轮接触压力变小、啮合刚度变小,且齿面接触考虑摩擦系数时齿面接触压力与比不考虑摩擦系数齿面受到接触压力大.将仿真得到的时变啮合刚和刚度与理论计算值进行对比,验证有限元瞬态分析方法的可行性,为后续分动箱系统动态响应分析作基础,为降低齿轮转动过程产生振动与噪声和分动箱系统的优化设计提供依据.     

齿轮加载轴有限元分析方法及其应用研究

为精确计算齿轮弯曲应力,应用有限元分析技术,在三维精确建模的基础上,提出了齿轮加载轴建模的有限元分析方法。通过计算单齿啮合外界点位置和载荷作用角,使加载轴与齿轮接触,通过与传统齿根应力计算方法对比,验证了该有限元分析方法的正确性。应用该方法对薄轮缘直齿圆柱齿轮进行齿根应力分析计算,结果表明轮缘厚度变化对齿轮齿根应力无影响,对此提出了有限元分析方法的局限性。     

斜齿轮啮合传动内部激励研究

齿轮啮合传动的内部激励是引起齿轮振动和噪声的关键因素,以某8挡自动变速器中一对常啮合斜齿轮为研究对象,对其啮合传动过程的内部激励开展全面深入研究,包括齿面接触状态、时变啮合刚度、误差激励和啮合冲击。采用有限元法分析斜齿轮的静态和动态接触过程,得到齿面接触应力的大小及分布;采用接触线长度变化表示时变啮合刚度的理论方法和采用有限元仿真的方法得到斜齿轮传动的时变啮合刚度曲线;采用理论计算和有限元法分析斜齿轮误差激励,包含啮合误差、静态传递误差和动态传递误差;采用有限元法分析啮合冲击,得到齿轮传动过程的齿根应力;采用有限元法计算齿面接触线上应力分布。研究为斜齿轮传动状态的改善提供了基础。     

塑料斜齿轮与钢制蜗杆啮合力变化规律的研究

为了研究塑料斜齿轮与钢制蜗杆在传动过程中齿面的受力情况,建立了考虑齿间载荷分配的塑料斜齿轮与钢制蜗杆啮合副力学模型,并利用齿轮啮合过程中的变形协调关系,计算得到了塑料斜齿轮齿面接触点啮合力在连续啮合过程中的变化规律。同时也利用ANSYS Workbench有限元软件对塑料斜齿轮与钢制蜗杆的啮合力进行了仿真分析,分析结果显示采用本文方法计算结果与有限元仿真结果吻合良好,验证了本文方法的合理有效。研究表明,塑料斜齿轮齿面在正常啮合过程中的最大啮合力出现在靠近齿根处的少齿啮合区,塑料斜齿轮在此处容易发生磨损和疲劳破坏。所提方法实现了对塑料斜齿轮与钢制蜗杆啮合力的快速计算,可为工程中齿轮设计以及提高齿轮承载能力提供一定的参考。     

少齿差内啮合齿轮轮齿接触问题研究

本文以有限元弹性接触分析理论为基础,提出了一种对少齿差内齿轮副啮合过程中齿间载荷分配、齿面载荷分布的分析计算方法;建立了少齿差内啮合齿轮多齿接触时的有限元模型,具体分析了一齿差内齿轮在运转中,形成多齿接触时齿间载荷、齿面载荷及位移场、应力场的分布规律。     

渐开线直齿轮啮合接触计算与分析

渐开线齿轮的啮合过程分析是判断传动品质的重要依据,其中,接触应力、传动误差及啮合刚度是分析的重点.根据直齿轮TCA模型,提取各接触点曲率半径,将齿面啮合接触简化为不同半径圆柱体对之间的弹性挤压.在考虑齿间载荷分配的情况下,运用Hertz原理对齿面进行了承载接触分析.分析表明,通过该方法得到的结果与有限元及实验所得结果相符,接触应力最大值相差0.74％,传动误差及啮合刚度规律一致.该方法可反映齿面接触的动态过程及啮合刚度.     

直齿面齿轮加载啮合有限元仿真分析

研究正交面齿轮在加载条件下面齿轮啮合的传动性能参数、齿面接触应力和轮齿弯曲应力变化规律的有限元分析计算关键技术,以赫兹接触应力解析公式计算结果为对比,提出接触应力和弯曲应力计算的有限元网格密度确定方法。根据面齿轮重合度,分析面齿轮加载啮合仿真的五齿模型和七齿模型适用场合,给出面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位置,计算面齿轮多齿模型接触应力及弯曲应力极值,准确得到面齿轮传动的重合度、传动误差、载荷分布系数等传动性能参数,以及载荷对这些传动性能参数的影响规律。研究结果表明,赫兹接触应力解析公式计算的结果合理地确定了有限元模型的网格密度,有限元仿真得到的应力值可靠,传动性能参数的分析结论正确。     

齿轮啮合过程弯曲强度有限元分析

以渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,建立了齿轮啮合非线性接触有限元模型,运用完全牛顿-拉普森方法进行啮合过程的仿真计算,并将结果与赫兹公式计算所得的接触应力值进行比较,验证了有限元模型的有效性;在此基础上进一步分析了不同啮合位置下齿轮的弯曲应力分布情况,得到了齿根弯曲应力在啮合过程中的变化规律,为提高齿轮强度和齿轮的优化设计提供了理论依据。     

基于模拟直齿轮动态啮合的应力仿真分析

以圆柱直齿轮副为研究对象,建立了有限元模型,并在ANSYS中模拟了齿轮副动态啮合过程,得到了齿轮啮合过程中各临界位置的应力分布和变化图,并分析了齿轮啮合变化对动应力的影响。仿真分析对合理设计齿轮副具有重要意义,能够提高齿轮设计过程的效率及可靠性。     

直齿与斜齿圆柱齿轮的载荷分配和应力分布

本文叙述了一种关于直齿与斜齿圆柱齿轮啮合齿间瞬时接触载荷分配和应力分布的计算方法。该方法包括计算齿形修缘和鼓形、齿轮的制造误差和啮合齿向误差、轮齿的变形、轮齿的局部接触变形、齿轮体的弯曲和剪切变形以及支承轴的变形等。还讨论了齿轮参数对载荷分配和应力分布的影响。根据运算结果,利用回归分析法推导出齿轮的载荷分配系数和应力分布系数的计算公式。     

轮齿应力的柔度矩阵分析法

本文从理论上分析推导了以柔度矩阵为基础的求解直齿轮载荷分布(包括齿高方向接触带内和齿宽方向的载荷分布以及齿间载荷分配)状况的数学模型。根据这个数学模型,以修改了的线性规划单纯形计算法和有限元静力分析法为工具,初步形成了一套直齿轮轮齿应力的分析方法,简称柔度矩阵分析法,本文详细分析了柔度矩阵的各分量矩阵,提出了单双齿对交替啮合直齿轮实现这种分析所需的计算程序。与三维有限元静力分析程序配套,利用本文所得计算程序能方便地进行直齿轮的应力分析.本文的分析方法,同样适用于其它齿轮的应力分析并可用于齿向修整量的计算.     

渐开线斜齿圆柱齿轮齿面接触强度分析

斜齿圆柱齿轮在啮合过程中,其啮合接触线的总长度不是定值,而该值将影响啮合过程中轮齿间的线载荷,因此分析了斜齿轮对在一个啮合周期内的接触线总长度的变化规律。目前将斜齿轮转化为当量直齿轮计算齿轮齿面接触强度,无法反映啮合瞬时齿面接触应力分布情况。将啮合接触线两侧的斜齿轮轮齿对看做曲率半径不断变化的圆锥台体,并结合斜齿轮啮合原理、赫兹弹性接触理论,通过解析法计算轮齿对任意啮合时刻的齿面接触强度,并分析了轮齿对一个啮合周期内齿面接触强度的变化规律。通过有限元分析软件,对解析法的计算结果进行了验证。     

基于ADAMS多体动力学的轮齿动态载荷仿真分析

齿轮啮合过程中的轮齿动态载荷是齿轮研究领域的一个重要问题。文中介绍了直齿圆柱齿轮啮合传动特性以及ADAMS多体动力学分析中的接触碰撞模型;建立了基于ADAMS的直齿圆柱齿轮副多体动力学分析模型;通过动态仿真分析,获得齿轮啮合过程中的轮齿动态载荷历程,以及不同转速时轮齿的动载系数变化规律,为进一步研究直齿圆柱齿轮齿顶修形设计提供理论依据。     

新型摩擦搅拌焊电机齿轮传动有限元分析

齿轮折断和工作齿面磨损是齿轮的主要失效形式,细致分析动态啮合下齿轮的受力情况,对摩擦搅拌焊在工作过程中提高齿轮的使用寿命及防止轮齿的断裂有重要意义。以摩擦搅拌焊的电动机齿轮副为研究对象,基于有限元接触理论建立齿轮副动态啮合的接触分析模型,分析齿轮连续啮合时的应力分布。仿真结果表明:齿轮副在低速重载下,齿面接触应力远大于齿根弯曲应力;齿轮副在啮合时,齿面接触应力呈现出先增大后减小的变化趋势;齿轮进入下一齿啮合时会产生碰撞冲击,造成接触处较大应力。     

斜齿面齿轮齿面接触问题的有限元-线性规划解法

提出了一种基于有限元及线性规划计算斜齿面齿轮齿面接触区域载荷分布及啮合刚度的方法。建立了斜齿面齿轮齿面的数学模型,基于matlab实现其齿面及接触轨迹的可视化;基于有限元思想,并结合线性规划改进的单纯形算法,得到齿面接触区域各点载荷分配;根据接触区域平均变形量和载荷计算了啮合齿对的啮合刚度;计算了接触区域最大压应力,并与Hertz理论的计算结果进行对比,验证该线性规划算法的有效性。