基于ANSYS/LS-DYNA的准双曲面齿轮动力学接触仿真分析

利用ANSYS／LS—DYNA对准双曲面齿轮进行动力学接触仿真分析，计算了齿轮副在啮合过程中齿面接触应力、应变的变化情况及两对轮齿同时接触过程中接触压力的分布及边缘接触情况。     

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ANSYS/LS-DYNA的蜗轮蜗杆动态接触分析

针对蜗轮蜗杆疲劳破坏中,出现几率最高的齿面接触疲劳强度问题,利用ANSYS/LS-DYNA对齿轮进行动力学接触仿真分析,计算蜗轮副在啮合过程中齿面接触应力、应变的变化情况及接触过程中压力的分布情况。     

大型矿用电铲推压减速器齿轮齿向修形研究

大型矿用电铲推压减速器齿轮为低速重载硬齿面齿轮,挖掘过程中不可避免会出现齿轮偏载情况,通过对其齿向修形可实现提高其承载能力、改善其接触状态的目的。利用齿轮薄片理论模型,将电铲挖掘过程的统计平均载荷作为修形参考载荷,以电铲挖掘过程中统计平均推压力最大位置的齿轮接触应力最小为目标,进行推压减速器两级小齿轮(主动轮)的齿向斜度修形,进而以各挖掘位置均不会出现过大的齿面边缘载荷为目标,进行两级小齿轮的齿向鼓形修形。相比修形前,已修形的齿轮在电铲挖掘过程中所受最大应力(包括齿面接触应力与齿根弯曲应力)明显减小,并且齿面边缘接触状况明显改善。当修形后齿轮受到电铲挖掘过程中统计最大载荷作用时,齿轮应力值依然小于其许用应力。仿真研究结果表明,大型矿用电铲推压减速器齿轮齿向修形,对提高齿轮承载能力和改善齿面接触状况均具有积极意义。     

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。     

正交弧线齿面齿轮传动的啮合接触分析

根据正交弧线齿面齿轮啮合原理,推导弧线齿面齿轮的齿面方程,通过Matlab实现齿面可视化,在面齿轮展成坐标系下,研究了面齿轮啮合过程中的齿面接触特性.在不考虑误差影响的点接触正交面齿轮传动接触特性分析中,提出了一种求解面齿轮齿面啮合点的方法,以方程推导联合齿面接触轨迹仿真实现了面齿轮齿面啮合轨迹的可视化;得出了圆柱齿轮...     

变齿厚斜齿轮传动齿面接触数学模型的建立

变齿厚斜齿轮传动综合了斜齿轮和变位齿轮传动的优点,为保证平行轴变齿厚斜齿轮接触良好,传动可靠,应对设计的齿轮对进行齿面接触分析.根据设计的待加工齿轮参数,确定小、大齿轮的齿面方程,建立其接触的数学模型,进而对标准安装以及存在安装误差的齿面接触情况进行研究,为接触有限元分析及制造加工奠定理论基础.     

基于LS-DYNA的正交面齿轮动态接触分析

以圆柱齿轮和面齿轮传动为研究对象,采用齿轮啮合原理,分别形成了两者的齿面数据,在此基础上,采用CATIA形成了齿轮齿面,并对齿轮轮齿进行了几何实体造型,而后利用ANSYS/LS-DYNA对面齿轮进行动力学接触仿真分析,计算了齿轮副在动态啮合过程中齿面接触应力的变化情况,并对结果进行相应的分析。     

考虑齿面缺陷的重载齿轮有限元分析

以某水电站卷扬式闸门启闭机中的传动齿轮为例,应用大型有限元分析软件ANSYS建立了齿轮接触仿真分析模型。利用ANSYS面-面接触单元进行了齿面不同位置缺陷的仿真分析,计算了齿轮的接触应力和接触变形,得出了存在铸造缺陷齿轮的应力、应变分布规律,分析比较了考虑齿面缺陷齿轮与理想齿轮应力、形变的差异。结果表明,齿面不同位置缺陷对重载齿轮性能有不同影响,该方法对控制齿轮加工制造过程中缺陷、提高齿轮强度和可靠性设计提供了重要依据。     

某双离合变速器齿轮的接触应力分析

斜齿轮以传动时冲击噪音小、传动力矩大、传动平稳等特点在汽车变速器中得到广泛应用。利用CATIA软件建立汽车变速器一档齿轮三维实体模型,应用软件HYPERMESH和ABAQUS对变速器一档齿轮进行有限元接触强度分析,得到了一档齿轮在啮合传动过程中,齿面接触线和齿面接触应力的分布情况。结果表明,该款双离合变速器在一档工况下,一档齿轮所受的最大接触应力没有超过材料的许用应力,满足变速器齿轮强度设计的要求。     

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...     

基于标准齿轮接触试验台的非标齿轮样件设计方法

以标准齿轮接触试验台的基本参数为非标齿轮样件设计依据,考虑到齿轮啮合、加工及胶合等因素,建立以电机耗能最低、实验齿轮疲劳寿命最短,且陪试齿轮疲劳寿命最长,为目标函数的优化模型。运用改进后的非支配排序遗传算法,引入了精英策略和快速非支配排序法来提高计算结果的精度和运算效率,在标准试验台上,探讨和挖掘非标因素对齿轮承载能力影响的齿轮样件设计方法。本文中以两种不同中心距的试验台为实例,验证用标准试验机来研究非标齿轮设计方法的正确性。结果表明:用标准齿轮接触试验台来研究非标准齿轮接触疲劳寿命的方法具有有效性。     

基于Workbench差速器齿轮的疲劳分析

使用CATIA软件对差速器齿轮进行实体建模,通过Workbench软件的高效率模型导入功能实现了CATIA和Workbench的联合仿真,对差速器齿轮进行动力学分析以及疲劳分析。基于汽车在行驶过程中差速器的2个典型的工况下,建立齿轮接触有限元模型,分别计算齿轮啮合时的应力大小,以接触应力最大值作为计算差速器齿轮的疲劳分析输入值。结果表明,差速器齿轮的疲劳危险位置产生在齿轮齿面接触区域和齿轮齿根处,并且验证了此结果满足齿轮的寿命设计要求。所利用的Workbench快速获取零部件的相关疲劳寿命的方法,可以有效地降低产品的研发周期与成本,具有一定的工程意义。     

考虑残余应力的螺旋锥齿轮接触疲劳裂纹萌生-扩展寿命计算方法研究

考虑渗碳、磨齿、喷丸等工艺产生的齿面残余应力,建立齿面接触应力与残余应力的复合应力场,提出一种螺旋锥齿轮接触疲劳裂纹萌生-扩展寿命计算方法。构建齿轮有限元接触分析模型,计算多轴交变接触应力场。考虑空间螺旋曲面残余应力分布的复杂性,将变曲率齿面离散为网状节点;测量各节点表面与次表面的残余应力,建立齿面残余应力场。基于Dang Van多轴疲劳准则,构建齿面裂纹萌生模型;计及残余应力与裂纹闭合效应,构建齿面裂纹扩展模型。计算复合应力场下齿轮接触疲劳寿命,研究残余应力对齿面裂纹萌生-扩展寿命的影响规律。结果发现：复杂齿面空间变曲率会影响喷丸等工艺产生的残余应力分布,中心区域的残余压应力高出齿面边缘区域约20%;复合应力场下齿面裂纹萌生位置与寿命主要取决于接触应力,残余应力会改变齿面节点平均应力进而影响疲劳寿命;齿面裂纹扩展寿命约占全寿命的10%,表征齿轮接触疲劳快速失效至迅速断裂。上述研究对于高性能齿轮传动的长寿命、高可靠性设计具有一定的参考价值。     

喷丸强化提高齿轮寿命

本文叙述了喷丸强化的作用,原理与使用范围.     

基于ANSYS Workbench对渐开线直齿圆柱齿轮接触疲劳寿命分析

基于三维造型软件Pro/ENGINEER对直齿圆柱齿轮参数化数学模型的建立,通过利用Pro/ENGINEER与ANSYS Workbench的无缝连接接口,将齿轮数学模型导入到有限元分析软件ANSYS Workbench中。在ANSYS Workbench环境下设置齿轮的工况对齿轮进行接触分析,再设定齿轮的材料属性及材料的S-N曲线,对齿轮接触疲劳寿命进行分析,获取齿轮在此工况下的接触疲劳寿命,对齿轮寿命有合理的预测。     

Y56低速电机两种谐波发生器对柔轮的作用比较

由于波发生器的结构对柔轮的受载状态有很大的影响,针对谐波齿轮传动中柔轮的主要破坏疲劳破坏,就Y56型低速电机提出了从波发生器的结构入手,分析柔轮的疲劳破坏的方法.并对谐波齿轮传动中的圆盘式波发生器和凸轮波发生器分别作用在柔轮时,对柔轮作有限元接触分析,找出了两种波发生器作用下谐波齿轮传动所适用的范围:凸轮波发生器作用下...     

机车牵引齿轮接触应力及疲劳失效微观分析

根据20CrMnMo材料的牵引齿轮真实参数,利用ANSYS软件建立有限元模型,对其接触应力进行分析得出:最大接触应力发生在齿面接触点位置,且以等值椭圆线向外扩散,使齿面产生不同程度的微裂纹,最终导致磨损和剥落等疲劳失效形式发生;通过微观组织分析,发现剥落裂纹部分的组织受损较重,验证了有限元分析的正确性。     

激光表面处理提高齿轮的接触疲劳强度

对４０Ｃｒ钢调质辊子进行对比试验的结果表明，激光表面相变硬化处理能较显著地提高蔗糖压榨机齿轮等滚滑接触表面的疲劳寿命，并分析了其机理。     

基于MW级风力机齿轮啮合的有限元分析

随着风力机制造量级越来越大,传动扭矩增大,齿轮的设计越来越重要,否则齿轮很快出现疲劳点蚀导致损坏。运用有限元方法对MW级风力机齿轮进行参数化APDL精确建模,建立一对啮合齿轮模型,然后进行网格划分,生成有限元模型,计算齿轮啮合时的接触应力和弯曲应力。并和GB/T3480-1997接触应力理论公式比较,验证了有限元方法的正确性,同时得出齿轮接触应力分布和最大应力产生的部位及弯曲应力比接触应力小的多。从而为风力机齿轮的设计提供不同材质、不同型线的快速研究提供可能,同时为齿轮的设计提供依据。