用三维模型法分析渐开线齿轮齿根应力

应用Unigraphics NX4.0建立齿轮齿根应力分析模型,直接应用UG仿真加工的方法范成出渐开线齿轮的精确齿形,特别是齿根过渡曲线。根据刀具顶部圆弧的不同,可以仿真加工出各种不同齿根过渡曲线的渐开线齿轮三维模型,应用ANSYS软件对此模型进行齿根应力分析。该方法避免了齿轮有限元分析模型建立时,齿根过渡曲线需要求解超越方程的繁杂计算。通过实例对该方法进行了引证,它为齿轮齿根应力(或应变)的准确计算提供了一种途经,供齿轮强度准确计算与研究时参考。     

齿轮齿根应力准确计算模型构建方法

应用齿轮范成加工原理和UG三维建模技术,构建了渐开线直齿圆柱齿轮精确齿形的三维几何模型,并将其导入ANSYS软件。以GB3480-83标准中的齿根应力计算方法的计算结果为基准,在载荷作用齿顶(7级以下齿轮)时通过大量有限元试算,总结出了合理的边界条件,建立了精确的有限元计算模型。该建模方法无需渐开线及齿根过渡曲线方程的求解,可用于高精度(6级以上)齿轮或变位齿轮齿根弯曲应力的准确计算。通过实例进行了使用说明。     

不同齿根过渡曲线的齿轮弯曲强度的有限元分析

用有限元法分析研究了6种不同的齿根过渡曲线的齿根弯曲应力，并优选出最佳齿根过渡曲线，为高弯曲强度齿轮的设计与制造提供计算依据。     

基于数学模型的斜齿轮成形特性研究

以某型斜齿轮为研究对象,推导渐开线齿廓坐标方程、齿根过渡曲线方程及斜齿轮螺旋线方程,建立斜齿轮成形数学模型。基于专业数值计算软件MATLAB对斜齿轮数学模型进行计算,计算数据导入建模软件SolidWorks对斜齿轮成形特性进行研究和分析。研究和分析结果表明:建立的数学模型可以精确地获得斜齿轮螺旋线,联合MATLAB和SolidWorks可以成形为斜齿轮,且对斜齿轮成形过程进行直观的模拟及显示。该研究为斜齿轮成形特性研究、参数优化等方面提供理论基础及技术支持。     

齿根单圆弧大圆角的设计与避免过渡曲线干涉的条件

为了改善采掘机械重载齿轮齿根的应力集中,提高抗弯强度,齿根设计成单圆弧大圆角比两段圆弧组成的大圆角更为有利。文中首先推导出齿根单圆弧最大半径,再根据单圆弧齿根不发生过渡曲线干涉的条件推导出允许的齿轮单圆弧半径。取二者中的较小者作为齿根单圆弧半径。文中还提供了满足任意齿数配对小齿轮不发生过渡曲线干涉的大齿轮齿根单圆弧半径计算公式,以及精加工齿根预留凹量的计算公式。对切削此种齿轮齿根的刀具也作了计算和探讨。     

大直径重载内齿轮齿沟圆角的合理设计

<正> 直径5m掘进机大内齿轮的外径为3.38m,转速5r/min,传递力矩100tf-m,是典型的低速重载齿轮。过去数年内发生过多次断齿事故,造成重大损失。设计者采取许多措施以增强轮齿抗弯强度,分散齿根应力集中,借以提高齿轮寿命。本文介绍的合理设计轮齿齿沟过渡曲线圆角即为主要的技术措施之一。所谓合理设计齿沟过渡曲线圆角是指在齿沟宽度所容许的最大过渡曲线圆角半径计算值,和齿沟过渡曲线不发生啮合干涉的最大圆角半径计算值之间,取用其较小者作为     

斜齿轮有限元网格自动生成及齿根应力分析

将三维有限元网格自动生成技术与有限元分析软件ANSYS相结合,对斜齿轮加载方式和齿根过渡圆角进行分析。运用FORTRAN语言,并根据理论计算得到齿面点坐标,编制程序,建立斜齿轮三维有限元分析模型。全部算法实现程序化,只需输入齿轮的基本参数和网格控制参数,就能自动生成沿齿长和齿高均匀分布网格。然后将有关的节点和网格数据文件导入ANSYS,对比几种加载方式,确定最佳的加载方式,并针对几种齿根圆角,分析对比其对齿根弯曲应力的影响。     

采用孔穴方法改变受载齿轮应力分布状态的研究

根据渐开线齿轮的齿廓方程,建立孔穴齿轮结构应力计算的有限元数学模型。在有限元分析的基础上,研究齿轮轮齿端面开孔对受载轮齿应力的影响。通过改变孔的大小、位置及数目来改变齿根应力的大小和分布状态,降低轮齿受拉侧齿根弯曲应力最大值,以延长齿轮的弯曲疲劳寿命。     

带圆弧头突起式固定安装滚刀的应力试验研究

讨论了固定安装滚刀的结构特点及少齿数齿轮加工技术的可实现性。分析了不同突起(齿顶变厚)廓形的适用范围,通过试验确定了齿轮齿根弯曲应力与滚刀齿高和齿顶倒圆半径的关系。分析了滚刀齿高和齿顶倒圆半径对所切齿轮齿根弯曲应力的影响。     

斜齿圆柱齿轮齿面数学模型与修形研究

笔者以某采掘机械用斜齿圆柱齿轮副为研究对象,运用齿条刀具与被加工齿轮的共轭啮合理论,推导得出斜齿圆柱齿轮齿面与齿根的曲面方程,并在此基础上编写了斜齿圆柱齿轮的参数化建模程序,自动生成斜齿圆柱齿轮的精确齿廓;进而建立了齿轮副实体模型及三维动力接触有限元分析模型,根据显式动力接触有限元分析方法,分析了齿轮副的动态啮合性能。并对齿廓修形参数与斜齿圆柱齿轮副动态特性间的关系进行了研究,基于分析结果,提出了改善齿轮副冲击与齿根应力的最佳齿廓修形参数,以达到优化其动态特性的目的。     

调度绞车齿轮齿根局部应力的研究

齿轮是调度绞车传动系统中的主要零部件,齿轮的承载能力直接影响到调度绞车的使用性能。通过对一个轮齿的分析,推导出齿根局部应力的计算公式,并结合MATLAB软件进行计算分析,找出齿根局部应力最大的点在齿根过渡曲线上的位置。     

齿轮齿根弯曲疲劳强度与变位系数关系探讨

在探讨保证齿轮所选变位系数处于根切至齿轮齿廓工作段起始点时的限制曲线左侧的前提条件下,确定出使齿轮齿根弯曲疲劳强度最大或者与不根切时相等的最佳变位系数,以达到提高齿轮齿根弯曲疲劳强度,减小齿轮尺寸,节约材料,降低成本的目的。     

NGW型行星轮系瞬时啮合的仿真分析

在ANSYS中分别建立NGW型行星轮系太阳轮、行星轮、齿圈的有限元分析模型,并实现三者的准确装配。对啮合过程进行瞬时啮合仿真分析,精确获取啮合过程中各齿轮齿面接触应力和齿根弯曲应力变化曲线。在此基础上提取了各齿轮齿面接触应力和齿根弯曲应力最大值及对应的啮合位置,为对掘进机减速器NGW型行星轮系的寿命分析及结构优化提供依据。     

采煤机渐开线行走轮的设计

介绍了采煤机渐开线齿轮的齿廓组成,阐述了齿根过渡圆弧半径的计算方法;综合运用Auto CAD、Matlab、Solid Edge软件输出了行走轮切割加工的设计坐标。     

采煤机中渐开线花键联接的工艺性分析及插刀设计

文中针对采煤机中常用渐开线花键联接20°压力角和齿数少的特点,分析了花键孔的插齿工艺性,指出在不可能完全避免切入顶切,干涉顶切和过渡曲线干涉的前提下,根据对切入顶切和干涉顶切的具体分析,提出了解决插齿工艺问题的理论根据和方法:适当减小花键孔的齿顶高,齿根高和插齿刀的齿顶高以达到插齿过程中免除切入顶切和过渡曲线干涉、减小并掌握其干涉顶切量。文中还提出了插齿刀设计中选择刀具齿数Z_g和变位系数(ζ_(gmaX)的根据和方法。列出了干涉顶切量和其它有关参数的综合曲线图表,可以使设计工作大为简化。文中提出的论据和方法也可以作为其它齿轮插齿刀设计的参考。     

挖掘机推压齿轮传动的优化设计

对挖掘机推压齿轮采用古典的求齿轮齿根最大弯曲应力的方法,并在其基础上考虑齿根应力集中的影响,求出齿轮齿根最大弯曲应力,使之最小作为目标函数。根据实际要求,以齿轮外径、中心距、齿顶厚、重合度和滑动系数等条件作约束,建立了推压齿轮传动优化设计的数学模型。对这种混合变量有约束的非线性规划加以转化,用复合形法求解,得到推压齿轮传动的最佳参数。     

复合齿轮齿廓特性的分析研究

在机械制造行业中占统治地位的是渐开线啮合,因为它在制造和装配方面有许多优点,便于普及推广。但它在某些性能方面存在缺点,如齿顶、齿根部分耐磨性差,齿根弯曲强度低。尤其像矿山机械（球磨机、挖掘机等）中的开式齿轮传动,以上缺点更为突出。因此,对渐开线齿形进行修形是十分必要的。近年来国内外正在对渐开线—摆线复合齿廓的齿轮进行研究,简称复合齿轮。复合齿轮的齿廓由节点附近的渐开线和齿顶、齿根部分的摆线光滑连接而成。如图1所示,齿形曲线主要由AB弧、BC弧、CD弧三段弧线组成。设r1、r2为O1、O2两轮的节圆半径,a为两轮的滚…     

渐开线斜齿轮全齿高修形的轮齿接触区参数研究

现代齿轮传动设计为了改善轮齿接触位置、降低 齿轮噪声、提高齿轮承载能力常采用齿廓修形的方法。齿廓修形方法有齿高和齿向修形两种。齿高修形是人为改变轮齿的渐开线形状,按部位可分为齿顶、齿根和全齿高修形（即齿廓全修形）;按修形曲线分为直线、圆弧和任意曲线（在齿条型刀具的法向截面上看）。 本文将针对齿轮齿高修形的一个特殊情况（见图１）,讨论和确定经全齿高修形后的渐开线斜齿轮啮合接触区形状和方位。显然,在这种情况下轮齿呈鼓形,啮合节点接触区形状不再是线性带状,而是一个长轴很大的椭圆,见图２。 轮齿有可能同时…     

小口径涡轮钻具减速器非对称齿轮弯曲强度分析

小口径涡轮钻具减速器是小井眼深井钻探钻具的重要部件,具有体积小、承载大的特点。采用非对称齿轮代替传统齿轮是提高减速器承载能力的有效手段。非对称齿轮两侧的齿根圆角半径和压力角是区别于对称齿轮的关键参数,通过改变齿轮的齿形结构进而影响了齿轮的齿根弯曲强度。为了进一步研究齿根圆角半径和工作侧压力角对齿根弯曲应力的影响规律,以?127 mm涡轮钻具减速器中太阳轮为研究对象,建立非对称齿轮的受力模型,基于平截面法得到非对称齿轮齿根弯曲应力的理论计算公式,并通过有限元法对对称齿轮和非对称齿轮进行对比分析,仿真结果表明:增大齿根圆角半径能增大齿轮齿根过渡曲线的曲率半径,从而改善齿根处的应力集中;工作侧压力角的增大能有效降低齿根弯曲应力,但压力角超过一定值时,齿根弯曲应力逐渐趋于稳定。理论分析和仿真结果基本吻合,研究结果可以为优化减速器非对称齿轮的主要参数提供依据和参考。     

关于直齿轮的齿弯曲疲劳强度的基本研究

1.前言近年来表面硬化齿轮,多数在十分恶劣的运转条件下使用,齿的折损也不少。在传递动力的齿轮付上,因为忽视负荷扭矩波动,啮合齿的齿根产生的应力和齿轮各种误差、齿和轴的弹性刚度、转速等都有关系,随着时间变化就更复杂了。所以探求包括齿根应力的时间性