节点外啮合齿轮副接触应力分析研究

针对节点外啮合齿轮传动的啮合特点,研究了外啮合与内啮合齿轮齿廓上综合曲率半径的变化规律;对常规的接触应力计算方法进行了改进,建立了节点外啮合齿轮的接触应力进行计算;求解了节点外啮合齿轮传动与普通齿轮传动的接触应力,并做了分析对比。计算结果表明,外啮合齿轮传动采用节点后啮合,内啮合齿轮采用节点前啮合可以提高齿轮传动的接触强度。     

基于ANSYS的渐开线啮合齿轮有限元分析

采用有限元软件ANSYS建立了啮合齿轮的有限元模型,利用ANSYS软件的非线性接触分析功能,对啮合齿轮的接触问题进行仿真,计算出了接触应力,为齿轮的强度计算和设计在方法上提供了参考和依据。     

人字齿轮齿面应力的接触元分析

采用接触有限元方法进行了接触仿真,分析研究了齿轮啮合计算中的相关问题.建立了一对舰用人字齿轮接触仿真分析模型,并将计算结果与赫兹理论比较,说明了接触单元在齿轮接触应力分析上的精确性、有效性和可靠性.同时也分析计算了摩擦力和接触控制参数对接触应力的影响,得出了一些有参考价值的结论,为齿轮接触的分析提供了一种快速、准确和可靠的方法.     

齿轮接触强度的研究及基于Visual Basic语言的程序设计

根据齿轮啮合原理和接触力学,深入研究了渐开线齿轮传动啮合过程中各啮合点的接触应力计算,研究了不同参数齿轮传动最大接触应力可能出现的啮合位置,分析了国家标准(GB/T 3480-1997)接触强度计算公式,指出了国家标准中接触应力计算公式的局限性,提出了更加全面的确定和计算最大接触应力的方法;并运用Visual Basic语言和Microsoft Visual Basic6.0软件,编制了齿轮接触强度的计算程序;程序为计算齿轮的几何参数、接触应力及接触强度校核提供了快捷的工具,可以大大提高了齿轮设计的效率.     

WN齿轮副多点啮合负载及弯曲强度特征的研究

为了探析WN(Wildhaber-Novikov)齿轮传动的弯曲强度特征及失效原因,提出了基于WN齿轮多点啮合的齿根应力计算原理和方法。针对WN齿轮负载传动的点接触和弹性变形特征,建立了齿根弯曲强度分析模型。根据啮合过程中负载、啮合齿轮副和接触点数的变化进行了齿根弯曲应力的计算,利用有限元方法分析了啮合传动中螺旋角以及中心距误差等对最大齿根应力的影响,揭示了WN齿轮传动的失效原因和弯曲强度特征。通过齿根应力实验测试以及和渐开线齿轮的比较证实了本方法的可靠性。     

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。     

重载齿轮单齿啮合危险区域接触应力分布研究

针对大模数、特宽重载齿轮,建立齿轮接触应力分析模型,研究啮合过程中的齿面接触特性。采用Abaqus有限元软件分析与赫兹接触应力计算两种方法,找出了重载齿轮单齿啮合状态下"最危险"区域接触应力分布规律。通过计算机仿真给出了接触齿的接触应力分布情况。研究结果表明,接触应力的最大值发生在齿侧表面接触点上并沿齿向方向呈明显的梯度变化。当偏离接触点时,接触应力迅速下降,最大接触应力发生在主动轮上,接触应力沿齿宽方向呈线性分布,齿宽过大,造成齿向载荷不均匀。因此,增大主动轮强度,采用正变位,对提高重型装备的可靠性和使用寿命是有益的。     

基于ANSYS的大型传动装置齿轮副强度分析

齿轮传动越来越多的运用于各类重要的精密设备上,因而它的强度分析的准确性越来越重要,传统的齿根弯曲应力、齿面接触应力计算方法比较繁琐,本文提出了一种利用软件仿真的方法,以ANSYS有限元软件为平台,基于齿轮啮合的重合度,在轮齿啮合最高点处添加载荷进行齿根弯曲应力分析;考虑到齿轮啮合重合度大于1小于2,分别建立单对齿啮合与两对齿啮合进行接触分析。最终,将有限元分析结果分别与传统分析结果进行对比。研究表明：在齿轮副的齿根弯曲强度与齿面接触强度计算方面,有限元计算结果比传统计算更为准确。本文分析方法及结果为齿轮强度分析及后续疲劳可靠性计算提供了有益的参考。     

非对称塑料齿轮接触应力的解析法计算

推导出非对称渐开线塑料齿轮一个啮合周期中各特殊点在不同状态下与节点的啮合系数,通过非对称渐开线塑料齿轮接触分析应用实例,对非对称渐开线塑料齿轮七个特殊点的接触应力进行了解析法计算。结果表明,主动轮单齿啮合下界点处的接触应力为最大。与标准塑料齿轮相比,非对称渐开线塑料齿轮各点的接触应力均有所降低,说明塑料齿轮采用非对称齿廓可以提高齿面接触强度。非对称渐开线塑料齿轮的解析法计算,为检验用有限元方法计算这一新型塑料齿轮接触应力的合理性与精确性提供了依据。     

WN齿轮传动弹流润滑及接触摩擦效率研究

应用WN齿轮接触摩擦与弹流润滑机制结合的方法进行效率分析.依据WN齿轮副啮合原理,创建该齿轮动力润滑与混合摩擦分析模型,分析了啮合中载荷与弹性接触对油膜厚度的影响,探讨油膜形成机制和承载特性;通过啮合过程中的接触摩擦分析,推导出WN齿轮啮合时动力传动效率计算新方程;分析齿轮运转速度、负载及润滑等对传动效率的影响.结果表明:在高速下WN齿轮的传动效率高于渐开线齿轮而在低速下却相反;旋转速度对传动效率的影响要比载荷的影响更大.通过实例计算和试验分析验证了本方法的有效性.     

旋转齿轮瞬时接触应力和温度的分析模拟

建立了高速齿轮传动轮齿瞬时接触温度的分析方法和模型;采用赫兹接触理论和有限元接触分析方法分析了标准渐开线齿廓和齿顶修形齿廓的齿面接触压力;研究了啮合过程中轮齿的相对滑动速度和齿面摩擦因数以及摩擦热流密度的计算方法;建立了轮齿本体温度的有限元温度分析模型;计算了轮齿接触面的瞬时温升;分析了标准和齿顶修形渐开线齿轮的轮齿本体温度和瞬时接触温度及相关因素对它们的影响。     

宽斜齿轮啮合过程三维接触有限元分析

针对宽斜齿轮，提出了轮齿在不同位置啮合时有限元网格及模型的自动生成方法，并开发出相应的三维前后处理及接触分析程序，进行了轮齿啮合过程中应力应变的数值分析。本文程序使用方便，只需输入齿轮基本参数，即可得到轮齿不同啮合位置的网格、应力分布、位移场、应力场、接触状态及接触线载荷分布。     

FINITE ELEMENT SOLUTION TO COUPLED THERMO－ELASTICCONTACT STRESS AND IMPACTRESPONSE OF MESHING GEARS

ＦＩＮＩＴＥＥＬＥＭＥＮＴＳＯＬＵＴＩＯＮＴＯＣＯＵＰＬＥＤＴＨＥＲＭＯ－ＥＬＡＳＴＩＣＣＯＮＴＡＣＴＳＴＲＥＳＳＡＮＤＩＭＰＡＣＴＲＥＳＰＯＮＳＥＯＦＭＥＳＨＩＮＧＧＥＡＲＳＬｉＲｕｎｆａｎｇ；ＯｕＨｅｎｇａｎ（ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔ...     

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。     

内啮合斜齿轮高精度三维有限元自动建模方法

为提高内啮合斜齿轮有限元接触分析的建模速度和模型精度,提出了一种齿轮高精度三维有限元模型的自动建模方法。基于齿轮插刀齿廓方程,利用齿廓法线法,得到包括齿根过渡曲线的内、外斜齿轮端面齿廓,建立了内、外齿轮参数化粗网格有限元模型。开发了表层六面体网格剖分方法,自动识别齿面接触带单元,进行分级剖分细化,保证了有限元模型的建模精度和网格密度。进行了齿面接触分析,得到了内啮合斜齿轮的弯曲应力、接触应力、接触印痕、传动误差、时变啮合刚度和载荷分配率。粗细网格有限元模型计算结果对比分析表明,该方法提高了内啮合斜齿轮有限元建模效率和计算精度,缩短了计算时间,为快速准确的齿轮接触分析奠定了基础。     

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。     

高齿准双曲面齿轮的轮齿加载接触分析

给出了准双曲面齿轮齿加载接触分析的数学模型和加载接触分析的求解方法，计算了高齿准双曲面齿轮和普通齿准双曲面齿轮副的加载接触过程，对比了两种齿轮在不同工况和安装误差条件下的齿面印痕、齿面载荷分布、齿间载荷分配和承载传动误差，证明了高齿准双曲面齿轮副齿面载载体分布、齿间载荷分配和承载传动误差，证明了高齿准双曲面齿轮副齿面载荷分布和齿间载荷的分配合理，接触印痕受安装误差的影响较小，具有较高的强度和较好的动态特性。     

Simulation of wear in gears with flank interference—a mixed FE and analytical approach

Gears in precision mechanisms, such as industrial robots, are often designed to have no backlash. Deviations from the ideal gear geometries and unfavourable deformations during operation may cause interference between interacting tooth flanks, resulting in high and strongly varying friction. Mild wear of the tooth flanks may improve such conditions. Therefore, this theoretical study has been conducted of wear in spur gears with interference. A mixed finite element (FE) and analytical approach is used. The FE method is used to determine contact loads between the interacting gear teeth. The main drawback with FE analyses of this type of problem is normally the computation time needed. Therefore, a novel FE meshing method is used, giving a dense FE mesh in the contact regions and a coarse mesh in the rest of the teeth. Based on the FE determined loads between the interacting teeth, the contact pressures and the contact widths are then easily determined using analytical expressions based on Hertz theory. The wear of a point on a tooth flank is determined by integrating the product of sliding distance and contact pressure during the time it is in contact with its mating flank.The results show that the wear of the gear tooth flanks may eliminate the interference and consequently the high and strongly varying friction will decrease dramatically. However, the transmission error will change, since the gears will not preserve their accurate involute profiles.     

混合标架下宽斜齿轮三维接触有限元前处理技术

本文针对宽斜齿轮，采用混合标架，建立了轮齿在各个不同位置的啮合时的有限元网格自动生成的算法；并开发了模块化；结构化，参数化的前处理程序，只需输入齿轮基本参数，即可得到完整的轮齿三维接触有限元分析数据文件，本文程序使用方便，适于在工程设计推广使用。     

修形直齿轮的啮合干涉与啮合间隙

修形直齿轮因误差因素在齿对的啮入和啮出位置会出现啮合干涉或啮合间隙。本文利用齿对的啮合变形与齿廓法向修形量、齿廓误差的关系,推导了啮合齿对在啮合线的啮入和啮出位置所存在的几何干涉或啮合间隙,得到了啮合重合度小于2和3的齿轮副啮合齿对的最大干涉量或间隙量的计算表达式,为分析修形直齿轮的啮合状态和修正齿轮修形参数奠定了基础。