基于温度场的磨齿热特性研究

根据七轴五联动螺旋锥齿轮磨齿机的结构模型和数控磨削原理,采用热传导和矩形移动热源理论及有限元分析方法,建立了磨齿温度场有限元分析3D模型和磨齿瞬态温度场。由此,对热和结构两个物理场进行耦合,仿真分析了磨齿瞬态热特性。实例分析表明,磨齿瞬态最高温度远高于磨齿稳态温度,且位于磨削弧中心;其它各点的瞬态温度,随位置、时间以及其它影响因素的不同,呈现不同的变化规律。磨齿瞬态热应力、热变形与磨齿瞬态温度密切相关,同时还受结构、材料特性和磨削条件等因素影响,磨齿瞬态最大热应力与热变形位于磨齿瞬态最高温度附近。在其它条件相同时,采用油基磨削液的瞬态最高温度、热应力与热变形均比采用水基磨削液时要大。这些研究为控制螺旋锥齿轮磨削质量以及磨齿热变形的修形提供了依据。     

螺旋锥齿轮啮合轮齿应力场分析

采用有限元混合法推导了求解复杂空间啮合轮齿应力场分析的有关公式,证明了在只有转动刚体位移的空间接触问题模型中刚体位移影响矩阵[F_u]和整体平衡矩阵[Q]互为转置;提出了多轮齿对同时接触时的计算方法,大大减少了分析计算量;建立了轮齿应力与齿面几何学及载荷之间的直接联系;最后将一对准双曲面齿轮副的计算结果与相关的实验结果进行了对比,两者是吻合的。本文的研究成果虽是针对螺旋锥齿轮而得到的,但它同样是分析其它复杂空间啮合齿轮副强度特性的非常有用的新方法。     

螺旋锥齿轮磨齿温度场研究与应用分析

根据螺旋锥齿轮的数控磨削原理,采用热传导和矩形移动热源理论及有限元分析方法,建立了磨齿温度场有限元分析3D模型和磨齿瞬态温度场。对热和结构两个物理场进行耦合,仿真分析了磨齿瞬态热应力和热变形。实例和试验分析表明:磨齿瞬态最高温度远高于磨齿稳态温度,且位于磨削弧中心;其他各点的瞬态温度,随位置、时间以及其他影响因素的不同,呈现不同的变化规律。磨齿瞬态热应力、热变形与磨齿瞬态温度密切相关,同时还受结构、材料特性和磨削条件等因素的影响,磨齿瞬态最大热应力与热变形位于磨齿瞬态最高温度附近。在其他条件相同时,采用油基磨削液的瞬态最高温度、热应力与热变形均比采用水基磨削液时要大。     

螺旋锥齿轮拟合齿面啮合特性分析方法

已知齿面测量的采样点，利用微分几何及Ferguson参数样条曲面原理，建立了螺旋锥齿轮齿面拟合的数学模型。根据优化求极值复合形方法和共轭理论，通过变定义域，快速求解齿轮副拟合齿面接触点，并运用V—H接触区调整方法，研究了拟合齿面接触迹、接触区和运动误差曲线的求解算法，绘制出相关图形并给出了实例。     

对数螺旋锥齿轮啮合仿真分析

建立对数螺旋锥齿轮的精确三维模型,应用ANSYS软件对对数螺旋锥齿轮啮合进行仿真分析.通过对不同啮合位置的对数螺旋锥齿轮进行非线性静态接触分析,得到啮合接触区域的应力变化规律,求解最大接触应力,并与理论分析结果进行比较.对对数螺旋锥齿轮的动态工作情况进行分析,得到对数螺旋锥齿轮在不同转速下不同啮合时刻的动态接触情况,比...     

基于有限元法的螺旋锥齿轮啮合刚度计算

螺旋锥齿轮啮合刚度计算是其动力学分析的基础,螺旋锥齿轮动力学分析中多用正弦或余弦级数对轮齿刚度曲线进行近似处理,进而影响动力学分析计算的精度.基于螺旋锥齿轮加载接触有限元分析原理,研究螺旋锥齿轮啮合刚度计算方法,给出使用有限元软件计算螺旋锥齿轮刚度的关键技术及前处理方法,应用有限元分析软件ABAQUS构建一对五齿螺旋锥齿轮模型并计算出法向接触力和综合弹性变形量,得到单齿啮合刚度和多齿综合啮合刚度,分析不同载荷对刚度曲线的影响,结果表明载荷的变化会对刚度曲线的幅值和周期产生较大的影响,在计算刚度曲线时需考虑载荷对重合度以及接触位置的影响,通过计算直齿轮刚度并和已有文献作对比验证了该方法的正确性,研究工作为螺旋锥齿轮动力学分析提供了基础条件.     

基于热分析的二次曲面弧齿锥齿轮接触分析

运用微分几何和啮合原理等理论,研究了二次曲面弧齿锥齿轮齿面主曲率与主方向的求解过程,建立了相应的系统的接触分析方法,并通过实例,证明了此分析方法的可靠性,为弧齿锥齿轮温度场的计算提供了依据。     

MATLAB环境下的对数螺旋锥齿轮啮合接触分析

根据齿轮啮合原理,通过一种求解齿面瞬时接触区域的数值算法,推导出对数螺旋锥齿轮的齿面接触区域方程,再结合对数螺旋锥齿轮的三维模型,利用MATLAB软件对其进行仿真分析,得到了对数螺旋锥齿轮啮合接触区的变化规律,实现了接触区域的可视化仿真。最后,以一对对数螺旋锥齿轮样轮的齿面接触试验为例,将试验结果与仿真分析结果进行对比,验证了接触区域仿真结果的正确性,为后续对数螺旋锥齿轮齿面进行TCA分析奠定了理论基础。     

考虑温度场作用的航空锥齿轮的模态分析

在高速重载工况下,航空锥齿轮的齿面温度会大幅度提高.因此,在设计初期有必要考虑温度场作用下的模态情况.根据传统的线性模态理论,考虑转速和温度场对于刚度的影响,建立了航空锥齿轮的模态分析模型;根据该模型,对某一航空锥齿轮的从动齿轮进行了模态分析.由分析结果可知,转速对齿轮刚度会产生较大的影响且其影响不一定为负影响,而温度场分布的不均匀亦会影响模态分析的结果;转速和温度场主要影响的振型为节径型振型.     

基于斜齿轮温度场研究的有限元分析模型

基于对斜齿圆柱齿轮本体温度场的导热方程及其等价的泛函分析,和根据斜齿轮不规则几何形状及温度场复杂边界条件所做的合理简化,建立了适用于斜齿轮本体温度场研究的有限元数学分析模型,提出了针对斜齿轮稳态和非稳态本体温度场计算的分析方法。     

滚动轴承温度场研究的现状和展望

高速滚动轴承的温升及温度分布状态直接影响着主轴—轴承系统的工作性能和使用寿命。滚动轴承转速的不断提高,则会导致轴承摩擦生热急剧增加,如果热量得不到及时有效地散发,轴承内部的温度将会异常升高。温度过高则会导致轴承内部零件表面灼伤甚至相互胶合、咬死而早期报废,后果十分严重。因此,随着主轴—轴承系统转速的不断提高,滚动轴承内部的温升及温度分布已经成为需要考虑的重要指标。我们对高速滚动轴承的发热机理、传热过程及温度分布三个方面分别进行了深入地分析和探讨;详细阐述了国内外学者对轴承热分析研究的现状及存在的主要问题;并对未来滚动轴承温度场的研究进行了展望。     

基于热网络法的行星减速器温度场研究

通过对行星减速器中的齿轮、轴承等摩擦副的生热分析以及对减速箱整体的传热分析,借助热网络法,获得行星减速器工作过程中的温度场数据.分析热源与各节点热量的产生和传递关系,确定减速器中的最高温度及其所在位置,探索实际工作过程中由于温度上升、热栽荷集中而导致齿轮齿面、轴承中滚动体和滚道表面胶合的原因,揭示其发热机理,预测系统的...     

斜航式法向圆弧螺旋锥齿轮的参数化有限元建模

给出了斜航式法向圆弧螺旋锥齿轮的参数化建模方法。推导了在CAD/CAE软件中建立齿轮齿面的方程,解决了建模过程中由于齿面复杂而引起的技术难点。利用ANSYS软件的APDL语言生成齿轮轮廓的主要关键点,结合实体造型功能建立生成齿轮模型的宏文件,完成参数化程序建立。最后,给出了一对齿轮的实体模型以及基于实体模型建立的有限元模型。     

大功率减速器弧齿锥齿轮模态分析

用Pro/E对大功率减速器的弧齿锥齿轮进行建模,并采用ANSYS Workbench有限元分析软件,对其进行线性静力学分析和模态分析,得出了齿轮的固有频率和振型,为该减速器齿轮传动系统的动态设计提供了一定的参考。     

螺旋锥齿轮基于离散点描述齿面接触分析研究

详细讨论了用 B样条函数拟合表示的螺旋锥齿轮轮齿齿面接触分析方法 :1建立了螺旋锥齿轮拟合齿面的接触点求解模型 ,并给出了该模型的求解方法 ;2给出了拟合齿面接触区及传动误差曲线的绘制方法 ,最后给出了一个实例。该方法经适当变化后也可用于其它种类齿轮的齿面接触分析。     

弧齿锥齿轮准静态啮合仿真分析

利用大型有限元软件MSC.Marc,建立了弧齿锥齿轮副三齿啮合的三维有限元非线性接触模型.该模型可以实现转速和转矩的传递,基于该模型对齿轮副进行了准静态啮合仿真分析,并对啮合过程中的齿面接触应力及齿根弯曲应力变化规律进行了研究.数值计算结果符合弧齿锥齿轮的实际啮合规律,为进一步分析高速情况下弧齿锥齿轮的啮合状态提供了基础和依据.     

基于模糊分析的直齿圆锥齿轮传动的优化设计

本文就直齿圆锥齿轮传动的设计问题,根据模糊分析的基本理论提出了一种模糊优化设计方法。即在普通优化设计基础上考虑设计参数取值的不确定性以及影响设计的某些因素如载荷性质,材质好坏很难用确定数值表示的情况,建立了模糊的约束条件,包括性能约束和几何约束。在满足使用要求的前提下,以直齿圆锥齿轮传动的体积最小为优化目标,建立了该问题的模糊优化设计的数学模型,并给出了优化方法和结果分析。