高速斜齿轮传动稳态温度场仿真分析

结合摩擦学、传热学和齿轮啮合原理,给出稳态条件下轮齿本体的热平衡方程及摩擦热流量、对流换热计算方法,分析了啮合面压力及摩擦热流量的分布情况;利用ANSYS参数化编程语言,建立三维斜齿轮温度场分析有限元模型,并给出加载热流密度的方法;在不同节线速度下,对斜齿轮本体温度场进行数值仿真,分析了斜齿轮本体温度场分布规律;对比高速齿轮测温实验结果,表明温度仿真结果与测试结果吻合良好;在此基础上,计算了修形斜齿轮本体温度场。     

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。     

基于摩擦影响的渐开线直齿圆柱齿轮温度场分析

以渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,利用前期研究所得到的摩擦因数公式及多体动力学软件ADAMS,可以求得主、从动齿轮在不同啮合位置的摩擦热流量。应用ANSYS软件对齿轮进行稳态温度场分析,研究转速对齿轮温度场的影响。结果表明,考虑到齿轮在不同啮合位置的摩擦因数不同,可以更加准确地分析齿轮的本体温度场;齿轮表面温度场的分布主要与传输到齿面的摩擦热流量和齿面散热有关;齿轮转速是影响齿轮本体温度的重要因素,主、从动齿轮的齿面最高温度均随着转速的增加而升高。     

高速啮合齿轮本体温度的相关影响因素分析

为分析啮合过程中高速齿轮各相关因素对其本体温度的影响,以标准渐开线高速齿轮为研究对象,基于有限元温度场分析,采用控制变量法,系统量化分析了相关因素对轮齿温度的影响规律及原因。结果表明,轮齿齿面各处本体温度随转速或转矩的增加而升高,且增幅程度逐渐降低;齿宽增加,各点本体升高;轮齿本体温度随模数增加而先减后增;大转矩或高转速下,转速、转矩、齿宽、模数对轮齿温度的影响加剧;轮齿齿面最大本体温度随齿轮箱空气和润滑油温度增减而小幅增减,且不受转速和转矩影响;齿轮端面和啮合面的传热系数对轮齿齿面本体温度影响程度较小,二者增加,齿轮齿面本体温度降低,反之升高。研究为降低齿轮高温失效风险提供参考。     

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。     

基于热-结构耦合的圆柱齿轮副修形分析

为研究修形对齿轮副本体温度和齿面压力分布状态的影响,以渐开线直齿圆柱齿轮副为研究对象,基于齿轮箱喷油润滑热流耦合仿真,计算了齿面对流换热系数,综合有限元加载接触分析及齿面摩擦生热理论求得齿面热流密度,计算了齿轮副本体温度分布状况;进而建立热-结构耦合分析模型,计算了齿轮修形量,对比分析了修形前后齿轮副齿面压力、热流密度和本体温度分布状况。结果表明,修形后齿面压力分布状况改善,消除了轮齿啮合过程中载荷突变现象,啮入和啮出区域热流密度大幅度减小,齿轮副摩擦损失和温升减小,本体温度降低。     

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。     

基于Pro/E的非对称渐开线斜齿圆柱齿轮参数化设计及应力分析

非对称渐开线斜齿圆柱齿轮作为一种新型的齿轮,目前对其还没有展开详细的研究。从齿轮范成法加工角度出发,根据齿条型刀具上各曲线部分参数,推导求得非对称渐开线斜齿圆柱齿轮端面主动侧、从动侧的渐开线、齿根过渡曲线方程。以轮齿端面曲线方程为基础,结合三维造型软件Pro/E,建立出非对称渐开线斜齿圆柱齿轮的三维模型。由于建立后的齿轮模型已经参数化,通过更改基本参数,可以快速生成需求的齿轮。同时,以建立的模型为基础,结合有限元分析软件,对对称与非对称渐开线斜齿圆柱齿轮两个特殊啮合位置的轮齿齿根弯曲强度进行了分析、比较。     

少齿数非对称齿轮参数对温度场影响分析

温度场分布对齿轮齿面胶合失效具有重要影响,进而对齿轮传动的可靠性及寿命具有重要影响。基于少齿数非对称齿轮副啮合齿面间产生的摩擦热,运用齿轮空间啮合理论、传热学和有限元方法,分析摩擦热流量及其影响参数沿啮合线的分布情况,建立齿数非对称齿轮的温度场热平衡温度方程,创建齿轮副的有限元模型。通过运用ANSYS参数化设计语言APDL依次对单元节点的摩擦热流量进行加载,得到精确的少齿数非对称齿轮温度场的分析结果。可知:齿顶附近和齿根附近时齿轮温度分布的两个峰值位置;分析齿轮几何参数和工况参数变化对温度场的影响,增加变位系数,齿顶滑动速度增加,导致齿轮的温度上升;为齿轮的优化设计和润滑改进提供可靠依据。     

渐开线外啮合圆柱斜齿轮流量计脉动性研究

该文分析了渐开线外啮合斜齿轮流量计出现困油现象的根本原因,并且从理论上推导出消除困油现象的重合度公式,最终得出渐开线外啮合圆柱斜齿轮流量计不发生困油现象的临界螺旋角。按照临界条件建立流量计模型,并利用PumpLinx仿真软件对渐开线外啮合圆柱直齿轮流量计和渐开线外啮合圆柱斜齿轮流量计的流量脉动进行比较,说明渐开线外啮合圆柱斜齿轮流量计在减少流量脉动性上的优越性。