基于有限元法的塑料齿轮动态啮合接触分析

为研究塑料直齿轮在动态啮合过程中的应力分布规律,运用ANSYS Workbench建立了塑料直齿轮啮合副的有限元模型,基于接触有限元法对塑料直齿轮的接触过程进行了仿真分析,得到了塑料直齿轮的动态接触应力与齿根应力的分布规律,然后利用该方法研究了在不同工作载荷下塑料齿轮的动态啮合规律。计算结果表明:有限元数值仿真结果与采用赫兹应力理论以及刘易斯方程所计算的塑料齿轮应力值相吻合,验证了该方法的正确性;同时还获得了工作载荷对塑料齿轮啮合传动的影响,为塑料齿轮的啮合特性分析提供可行的分析方法。     

斜齿轮啮合传动内部激励研究

齿轮啮合传动的内部激励是引起齿轮振动和噪声的关键因素,以某8挡自动变速器中一对常啮合斜齿轮为研究对象,对其啮合传动过程的内部激励开展全面深入研究,包括齿面接触状态、时变啮合刚度、误差激励和啮合冲击。采用有限元法分析斜齿轮的静态和动态接触过程,得到齿面接触应力的大小及分布;采用接触线长度变化表示时变啮合刚度的理论方法和采用有限元仿真的方法得到斜齿轮传动的时变啮合刚度曲线;采用理论计算和有限元法分析斜齿轮误差激励,包含啮合误差、静态传递误差和动态传递误差;采用有限元法分析啮合冲击,得到齿轮传动过程的齿根应力;采用有限元法计算齿面接触线上应力分布。研究为斜齿轮传动状态的改善提供了基础。     

基于PRO/E与LS-DYNA的齿轮副动态接触分析

利用PRO/E软件构建精确啮合齿轮副模型,采用动力学有限元软件ANSYS/LS-DYNA对齿轮动态接触问题进行分析,计算结果清晰地反映了齿轮在不同啮合位置时齿面的接触应力、齿根应力及应变变化等。该方法克服了二维接触与静态接触分析的缺点与不足,为三维齿轮动力学接触分析提供了新的方法。     

风电增速齿轮系统接触动力学建模与分析

用参数化设计方法精确地建立风电增速齿轮模型,并根据风电增速齿轮副的承载和结构特点,建立了风电增速齿轮三维有限元模型,对风电增速齿轮啮合传动进行接触动力学分析,由瞬态动力学模拟计算得到了齿轮副在啮合过程中不同时刻的齿面接触应力、齿根弯曲应力等变化情况,并对增速齿轮在啮合传动过程中齿根应力、轮齿啮合应力和齿宽方向应力的变化趋势进行了较为详细的分析,进而为风电增速齿轮的优化设计和分析提供了有效的理论依据。     

基于ANSYS的斜齿轮接触应力有限元分析

某重卡变速箱中一对输出齿轮副中的主动轮在啮合过程中出现寿命不足现象,故应用大型有限元分析软件ANSYS对其进行静态啮合力分析,获得了齿轮副的静态接触应力云图;基于ANSYS/LS-DYNA进行有限元动态分析,与静态分析相对比,应力水平增加显著.综合静态和动态接触分析发现啮入时主动轮齿端齿根处弯曲强度最弱,易出现折断.     

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。     

矿用减速器斜齿轮副动态啮合仿真分析

利用大型有限元分析软件ANSYS建立了某矿用减速器变位斜齿轮副多齿对啮合的有限元非缌性接触分析模型.基于该模型,对齿轮副进行了在一定工况下的动态啮合仿真分析,得出瞬态啮合时轮齿的接触状态、接触应力、齿根弯曲应力以及主从动齿轮的转矩、转速随啮合位置变化的规律符合实际啮合规律,同时得到最恶接触位置,并在此位置进行了静态接触强度分析.分析结果表明,动态啮合仿真能够真实反映轮齿的接触状态、接触应力以及齿根弯曲应力的动态变化,静态接触分析进一步验证动态啮合分析的可靠性,也为疲劳寿命分析提供了依据.     

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。     

点线啮合齿轮与渐开线齿轮啮合特性对比分析

以点线啮合齿轮副与渐开线齿轮副为研究对象,建立两种啮合齿轮的仿真模型,综合对比分析了点线啮合齿轮与渐开线齿轮在啮合传动误差、齿面载荷分布、齿面滑动速度分布、齿面接触应力分布、齿根弯曲应力分布、啮合接触迹线分析等方面的啮合特性。分析得知,点线啮合齿轮在上述啮合特性方面明显优于渐开线啮合齿轮。研究为全面理解点线啮合齿轮的传动特性提供了理论依据,对其推广应用具有一定参考价值。     

变厚齿RV传动多齿弹性啮合效应的研究

对变厚齿RV传动中的少齿差行星传动进行了有限元接触分析,分析结果表明,变齿厚少齿差传动存在多齿弹性啮合效应,其啮合性能不同于按传统齿轮设计理论所得的结果。研究了一个啮合周期内,不同载荷下的多齿弹性啮合效应对变齿厚少齿差传动的轴向力、接触力、实际接触齿对数、各齿对间载荷分布、齿面接触应力及齿根弯曲应力的影响规律,分析结果为提高变厚齿少齿差行星齿轮传动的承载能力、齿轮参数优化、变齿厚齿廓修形及零部件的强度计算提供了理论依据。     

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。     

斜齿轮啮合过程齿根应力的实验研究

本文提出了一种可用于测量斜齿轮副啮合过程齿根应力和变形的静态加载实验装置，给出了实验台设计程序。按文中所提设计原理及程序可方便地设计出不同斜齿轮参数的静态加载实验台。文中经一对斜齿轮副为例详细测量了齿轮副在啮合过程中齿根应力沿齿向分布及齿宽向分布及齿宽各截面的应力波形，并与计算结果进行了对比分析。     

人字齿轮传动的静态和动态接触特性研究

根据渐开线圆柱齿轮啮合原理,推导齿轮的齿廓方程,建立精确的人字齿轮三维模型,对齿轮在静态和动态接触情况下进行受力分析.计算齿轮的弯曲应力和接触应力,并且得到啮合过程中随时间变化的齿轮应力分布曲线.讨论了在静态接触情况下齿顶高系数和压力角对齿轮应力的影响,以及在动态接触过程中齿廓修形对齿轮啮合特性的影响,为齿轮传动系统的设计和静、动态接触特性研究提供相关数据和理论依据.     

基于LS-DYNA少齿数非对称斜齿轮动态特性分析

少齿数非对称斜齿轮作为一种新形齿轮,其体积小且承载能力强,而对其动力学特性尤其瞬时法向相对速度造成弹性接触冲击对齿轮传动系统的稳定性的影响研究较少。以弹性体接触-冲击动力学方程为基础,建立少齿数非对称斜齿轮有限元动态接触模型。在考虑摩擦和阻尼等影响的情况下,对动态齿根弯曲应力和动态传动误差进行研究。描述轮齿在一个啮合周期内的动态齿根弯曲应力的分布规律,对比斜齿轮副整个啮合过程的静动态齿根弯曲应力,同时还分析工况参数对齿根弯曲强度的影响。研究由于主从动轮接触点的瞬时法向相对速度差造成的弹性接触冲击,以少齿数非对称斜齿轮副的瞬时冲击过程为研究对象,分析不同转速时,不同的冲击位置(齿根、节圆和齿顶)对冲击力、冲击应力和冲击时间的影响,对比分析不同压力角的少齿数齿轮冲击应力的变化规律。     

大功率船用齿轮箱斜齿轮的有限元接触研究

为了更好地了解和掌握大功率船用齿轮箱的齿轮在啮合过程中的接触应力分布情况,在有限元基本理论的基础上,采用有限元软件ANSYS/Ls-dyna对该齿轮箱中的其中一对渐开线斜齿轮进行了接触分析,得到了齿轮啮合过程中的应力分布情况及最大接触应力,为齿廓修形提供了重要依据;最后,将修形前后齿轮的应力分布情况进行了对比分析。研究结果表明,该船用齿轮箱齿轮最大应力小于材料的强度极限,满足使用要求;并且修形后齿轮的接触应力和齿根应力较修形前均减小了13%左右,可以有效地减小齿顶和齿根的应力集中现象,为斜齿轮修形打下了良好的基础。     

基于有限元法的正变位齿轮啮合特性研究

变化的啮合刚度将会导致振动,降低齿轮传动的稳定性。应用Abaqus通用分析步和隐式动力学分析步分别计算了采煤机截割部弹性和刚性齿轮副的啮合过程。在MATLAB中应用三坐标图分析齿轮副在整个啮合过程中的应力特点。计算得到了在不同啮合位置和时刻时的齿廓Mises应力。计算得出了齿轮副啮合过程中最大接触应力和最大Mises应力及其位置。分析得知,变化的啮合刚度造成了齿轮副静态啮合过程中角位移偏差波动,此外,从动齿轮转速的波动导致齿轮副动态啮合过程中角位移偏差有较大的波动。载荷的变化和啮合刚度的变化造成从动齿轮角速度偏差波动。研究结果为采煤机截割部齿轮设计和研究提供了方法和参考。     

基于节点生成技术的斜齿轮啮合特性分析

齿轮传动应用广泛、故障率高,因此对齿轮副的啮合特性进行分析非常必要。介绍了使用ANSYS APDL语言节点生成技术建立斜齿轮有限元模型的方法,并运用此建模方法进行实例计算分析。通过接触分析明晰了一对轮齿啮合过程中应力和应变的分布规律,并进行齿根过渡圆角半径的参数影响分析,结果表明,齿根弯曲应力随齿根圆角半径的增大而减小。     

自升式海洋平台齿轮齿条升降机构强度分析

采用Pro/Engineer软件建立海洋平台升降系统齿轮齿条啮合的三维几何模型,并将模型导入Abaqus软件,对齿轮齿条的动态啮合过程进行有限元分析,得到齿轮齿条动态啮合过程中接触应力以及齿根应力的变化规律。     

典型工况下啮合齿间有效载荷分布及齿轮强度分析

为了准确求解啮合齿间的有效载荷分布,准确模拟齿轮传动的强度。基于精确的齿轮有限元模型,按静态/准静态载荷和动态接触两类典型载荷工况对齿轮强度进行数值模拟,通过比较,得出如下结论:1跑合前载荷沿接触线呈线性分布和跑合后呈三次抛物线分布的模拟方法,计及了表面硬度、跑合作用、齿端刚度效应等对齿向载荷分布的影响,数值仿真值较大,适用于跑合前后齿轮强度的数值模拟;2静态模拟齿轮稳定的运行状态,几种有效载荷下,齿根最大应力差别不大,均与经验公式计算值接近,适合高精度精密传动齿轮强度的数值模拟;3动态接触载荷下的齿轮强度的数值模拟由于计及了冲击效应、齿面摩擦,故其仿真结果较经验公式的计算结果偏大,适合于齿轮啮合冲击的数值模拟;4验证了应力集中效应、齿端刚度效应、弹性体力场的连续性。