齿轮动态啮合过程应力仿真与分析

以渐开线圆柱齿轮副为研究对象,基于弹性动力学建立了齿轮副动态分析有限元模型并对齿轮副啮合过程进行了模拟。计算了齿侧主应力、齿面接触应力以及弯曲应力沿齿宽方向的分布,得到了齿轮啮合过程中各临界位置的齿根动态弯曲应力时域历程,就单双齿啮合变化对齿根动应力的影响作出了讨论。分析了负载及转速对齿轮的啮合状态、齿根动态弯曲应力的变化和动应力的影响,为齿轮传动系统的设计提供了理论依据。     

风电增速齿轮三维参数化建模与接触强度分析

首先基于Pro/Program的参数化设计方法精确地建立风电增速齿轮模型,在此基础上采用有限元法对风电增速齿轮作接触应力分析和赫兹理论计算,并把FEM计算结果与赫兹计算结果对比以确定数值分析在风电齿轮接触分析中的适用性,最后得到相应分析结论,进而为齿轮的优化设计和分析提供了有效的理论依据。     

基于Marc的圆柱斜齿轮啮合过程动态强度仿真与分析

齿轮是机械传动系统中最主要的零件,其安全可靠性是机械设计中非常重要的指标。为了更好满足使用要求,对圆柱斜齿轮进行精确设计与加工,利用非线性有限元仿真软件——Marc对圆柱斜齿轮动态啮合过程齿面接触应力和齿根弯曲应力变化规律进行研究,从而为齿轮设计提供理论依据。     

渐开线斜齿轮的接触分析

建立斜齿轮接触的有限元模型,基于非线性接触算法对斜齿轮进行有限元分析,得到斜齿轮的齿根弯曲应力和啮合齿面的接触应力结果,在此基础上,将仿真与传统理论计算结果进行比较,结果表明,利用有限元法分析齿轮接触问题是可行的.     

考虑安装误差的弧线齿面齿轮承载接触分析

为获得弧线齿面齿轮副的精确啮合模型,采用展成方法加工仿真,并建立了安装误差下的齿面切触模型。应用弹性接触力学、有限元影响矩阵法、数学规划方法对弧线齿面齿轮进行承载接触分析,研究了在不同安装误差下面齿轮副载荷分布、齿面接触应力的变化规律。同直齿面齿轮副相比,弧线齿面齿轮副的重合度大、接触应力小、传动平稳、对安装误差的敏感性小、承载能力高。此分析方法为面齿轮副的设计、实验研究和实际应用提供了理论指导。     

点线啮合齿轮齿根弯曲应力研究

提出点线啮合齿轮齿根弯曲应力计算方法,修正了大齿轮的齿根弯曲应力计算公式,在公未中增加大齿轮弯曲强度提高倍数.通过有限元仿真和试验验证了点线啮合齿轮齿根弯曲应力计算方法,并得出点线啮合齿轮弯曲疲劳强度比渐开线圆柱齿轮至少要提高15%的结论.     

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。     

齿轮故障状态下风电机组传动系统动力学建模及分析

针对齿轮故障造成的风电机组传动系统输出响应不稳定问题,对故障状态下的传动系统动态性能进行了研究。通过考虑斜齿轮时变啮合刚度和齿轮裂纹等因素的影响作用,分别建立正常状态和齿轮故障状态下的传动系统动力学模型,对比分析了两种状态下系统的输出响应。结果显示,齿轮故障状态下,输出啮合力、扭转振动位移和扭转振动速度均相对较大,且呈现出不规则的变化趋势,在某些仿真时间点处出现较大的冲击振动。研究结果可为风电机组传动系统故障诊断及早期故障预测提供理论参考。     

精确载荷分布下斜齿轮三维建模及弯曲应力分析

从范成法加工齿轮的原理出发,利用三维建模软件建立了渐开线斜齿圆柱齿轮的精确模型。根据齿轮啮合变形协调方程,利用线性规划法求解了齿轮副在各啮合节点的载荷分布情况,并计算了轮齿间的载荷分配率。利用有限元软件ANSYS计算了完整齿轮模型在啮合过程中的最大齿根弯曲应力,为齿轮弯曲强度校核提供了依据。研究结果发现,斜齿轮的最大弯曲应力有可能出现在多齿啮合的区域,这种现象与直齿轮有所不同。     

孔穴直齿轮的强度优化及动力学分析

首先根据渐开线齿廓齿条加工原理建立了孔穴直齿轮的有限元模型.然后以齿根弯曲应力为目标,通过正交优化实验方法,对孔穴参数进行了优化,得出孔穴位置是影响齿根应力最主要的因素,并对优化的孔穴齿轮和普通齿轮的齿根弯曲应力进行了对比.结果表明,相比普通齿轮,孔穴齿轮小轮齿根弯曲应力下降了10%,大轮齿根弯曲应力下降了8.8%.最后,建立了齿轮系统的动力学模型,并对孔穴齿轮系统的减振降噪效果进行了分析研究.结果表明:孔穴齿轮系统振动和噪声下降了约9.77%.     

人字齿轮分扭传动系统动力学建模与动态分析

以某航空发动机人字齿分扭传动减速器为研究对象,基于有限单元节点法建立考虑轴、齿轮转子陀螺效应、轴承支撑、系统阻尼及齿轮啮合作用的人字齿分扭传动系统动力学模型,计算人字齿时变啮合刚度,根据实测齿面计算出静态传递误差。根据建立的系统动力学方程,按振动理论方法计算得到轮系典型模态,经试验测试验证了计算模态的正确性;利用NewMark法对系统的时域及频域响应进行仿真计算,计算得到的系统时域响应收敛且存在调制现象,频域分析中存在啮合频率的次频、倍频与轴频。计算结果均与试验结果基本相符。研究工作为航空齿轮传动动态性能分析提供了有参考价值的方法。     

大功率风力发电机斜齿轮的接触分析

运用UG软件建立渐开线斜齿轮的精确模型,对大功率风力发电机行星齿轮箱内部某对行星轮和太阳轮进行装配生成啮合模型,通过数据交换接口,把啮合模型导入ANSYS中,通过斜齿轮的接触非线性分析求解计算,说明了有限元方法在齿轮接触单元问题上的有效性。     

新型齿轮传动副建模及接触分析

在分析曲线齿圆柱齿轮加工原理基础上,提出一种面向制造的曲线齿圆柱齿轮建模新方法,基于UG的二次开发,采用齿坯滚动进给、刀具旋转切削的方法,实现面向制造的曲线齿圆柱齿轮的三维造型,并根据Hertz公式建立了曲线齿圆柱齿轮的接触应力计算公式。有限元分析结果表明,同等条件下曲线齿圆柱齿轮的接触强度较直齿轮、斜齿轮有显著提高,其最大应力仅为直齿圆柱齿轮的73.8%,斜齿轮的76.57%,为曲线齿圆柱齿轮在高速重载等工况下的工业应用提供理论依据和工程应用价值。     

含齿面闪温的齿轮副动力学建模与动力特性分析

为研究齿面闪温对齿轮系统动力学的影响,基于H. Blok闪温理论,推导出齿面闪温沿啮合线的分布规律。分析了转速、负载、重合度、中心距变动系数对闪温的影响;依据Hertz接触理论,推导出含闪温的啮合刚度、齿侧间隙和齿廓误差计算式,并建立含齿面闪温的直齿轮副非线性动力学模型。采用CPNF数值法获得系统的双参伪彩图,分析齿面闪温对系统分岔、齿面冲击、齿面脱啮和动载系数的影响。结果显示,负载和转速对闪温影响较大,在进入和退出啮合处闪温达到极值较易发生胶合,闪温对非线性参数的影响恶化了系统的非线性动力学特性,因此,设计中应控制其闪温值。     

风电齿轮三维接触有限元分析

采用弹性接触有限元方法对1兆瓦风力发电机增速齿轮副进行了接触仿真分析,研究了齿轮啮合计算中的相关问题。利用三维建模软件Pro/E,建立了风电齿轮增速齿轮组传动系统的实体模型,利用有限元分析软件ANSYS,得到了增速齿轮组的应力和应变规律。根据计算结果,找出了风电齿轮增速齿轮组的最危险部位,对提高风力发电齿轮传动系统的承载能力和性能有一定的指导意义。     

基于现代分析技术对准双曲面齿轮进行加载接触分析

基于HFT法加工准双曲面齿轮的理论,建立了齿轮副加工坐标系,得到了齿轮副的齿面、突端和齿根过渡曲面方程。通过MATLAB软件计算出齿轮副齿面的离散点,导入UG建模软件生成含齿根过渡曲面的精确三维模型,截取三齿啮合模型后导入HpyerMesh,建立有限元模型,加载后再导入AN-SYS得到了啮合齿面的接触应力分布情况,为深入进行准双曲面齿轮的加载啮合性能分析奠定了基础。     

斜齿轮的参数化建模及接触有限元分析

在UG／OpenG却中的实现了渐开线以及螺旋线的设计，建立了斜齿轮的三维参数化模型，并利用Ansys Workbench对斜齿轮进行了接触应力分析。     

变速器齿轮敲击的多体动力学建模及分析

变速器齿轮敲击是一种常见的机械式变速器噪声,出现在常啮合非承载齿轮对之间,主要由发动机输出的转矩波动和齿侧间隙引起。从碰撞角度分析敲击振动的产生,建立单对齿轮敲击多体动力学方程;对比分析刚性碰撞与弹性碰撞对齿轮敲击的影响;利用CATIA和ADAMS建立某机械式变速器齿轮传动系统多体动力学模型,分析输入转速大小、挡位选择等对变速器敲击的影响。