非标齿轮高齿根弯曲强度协同设计方法研究

针对非标齿轮设计参数协同关系展开研究,基于齿轮啮合原理,建立非标齿轮过渡圆角半径与齿轮压力角关系方程式,分别研究非标齿轮压力角、过渡圆角半径以及齿顶高系数对齿根弯曲应力的作用机理,获得非标齿轮压力角、刀具过渡圆角半径及齿顶高系数对承载能力的影响关系,提出高齿根弯曲强度非标齿轮参数协调关系曲线及协同设计方法,并通过仿真分析验证了理论研究的正确性,为要求高齿根弯曲强度的非标齿轮设计参数选取提供指导。     

无触角滚刀刀顶圆角半径的最佳选择

渐开线齿轮齿根过渡曲线是影响齿根弯曲应力的重要因素,该过渡曲线由滚刀刀顶圆角展成。为提高齿轮弯曲强度,采用不同半径的圆弧描述该圆角,并推导了最佳圆角半径的计算公式。运用ANSYS的APDL语言对不同半径圆角滚刀加工的齿轮进行了参数化有限元建模,并通过ANSYS/FE-SAFE软件对特定载荷下齿根弯曲疲劳进行了分析。结果表明,选择最佳的圆角半径可使齿根应力减小4.9%,弯曲强度提高43%。     

渐开线齿轮滚刀刀顶圆角的设计研究

采用对称圆角和非对称圆角来设计滚刀刀顶,推导了滚刀非对称圆角半径的计算公式,通过ANSYS的APDL语言建立了滚刀范成加工渐开线齿轮的参数化有限元模型。结果表明,选择最佳对称圆角滚刀可使齿根弯曲应力降低8.3%,而采用非对称圆角滚刀可以使齿根弯曲应力降低12.4%。     

基于多目标优化的差速器齿轮修形

为降低差速器齿轮在传动过程中的振动和噪声,采用了行星齿轮齿廓修形和偏心螺旋线修形。通过KISSSoft分析了齿廓修形量、螺旋线修形量、螺旋线修形因子Ⅰ和螺旋线修形因子Ⅱ对传动误差峰值差、齿面最大接触应力、行星齿轮齿根弯曲应力和半轴齿轮齿根弯曲应力的影响,通过Minitab建立4个响应量的回归方程,得到以传动误差峰值差最小、齿面最大接触应力最小以及行星齿轮齿根弯曲应力不大于1 100 MPa为目标的修形方案,修形后传动误差峰值差降低了11.39%,齿面最大接触应力下降了3.89%,行星齿轮和半轴齿轮的齿根弯曲应力分别下降了4.40%和5.62%。最后,采用有限元仿真分析,验证了修形后的差速器齿轮的疲劳寿命满足要求,并通过台架试验进行了验证。     

提高齿轮弯曲强度的有效措施

随着汽车变速器趋向于强化设计,提高齿轮的弯曲强度就成为一个重要课题。本文用计算机模拟齿廓的范成过程,然后用有限元法研究刀刃圆角半径对齿轮弯曲应力的影响,指出增大齿根过渡曲线的曲率半径可以使齿轮的弯曲疲劳寿命达到原有的三倍。用不同齿根曲率半径的齿轮所做的疲劳试验证实了此结论。这是提高齿轮弯曲强度的有效措施。本文还讨论了增大齿根曲率半径的适用范围,给出了选择齿轮参数的线图。     

基于某车轴齿轮箱弧齿锥齿轮疲劳寿命技术研究

本文研究了车轴齿轮箱中弧齿锥齿轮的疲劳寿命,在既定的载荷工况下,采用弧齿锥齿轮设计计算方法,通过Masta软件和有限元方法对其轮齿应力进行仿真分析,对弧齿锥齿轮轮齿的齿面和齿根进行优化分析,很大程度上提高了轮齿齿面接触应力,同时,齿轮的弯曲应力下降了大约8%左右。通过对弧齿锥齿轮轮齿的修形,有效降低了齿轮的局部应力大小,均化了齿面应力,提高了齿面承载能力,从而为解决弧齿锥齿轮的寿命问题提供了合理的依据。     

齿根过渡圆角半径对齿根裂纹扩展的影响规律研究

齿根过渡圆角对齿根应力有着重要影响,而齿根应力是齿根疲劳裂纹扩展的重要影响因素,因此,研究齿根过渡圆角半径对齿根裂纹扩展的影响十分必要。建立3种不同过渡圆角半径的直齿轮,假设齿根初始裂纹在相同位置,初始裂纹长度一致,基于ABAQUS软件研究齿根裂纹扩展规律。结果表明,不同过渡圆角半径下的齿根裂纹扩展总体趋势一致,但扩展前期过渡圆角半径越大,裂纹越向深入齿轮轮缘方向扩展,扩展后期过渡圆角半径越大,裂纹越往齿顶方向扩展。过渡圆角半径对齿轮临界裂纹长度影响较小。相同裂纹长度下,过渡圆角半径越大,裂纹尖端Mises应力越小,裂纹扩展速率越小,齿轮的裂纹剩余寿命越长。     

冲击载荷作用下齿根过渡圆角半径对轮齿疲劳寿命的影响

在某减速机同步器失效后发生打齿的情况下。以斜齿轮为研究对象,对其进行静力学强度分析,找出轮齿应力集中区域及最危险部位。发现通过增大齿根过渡圆角半径可降低轮齿所受应力。随后结合齿轮实际工况,利用ANSYS/LS-DYNA模拟了真实情况下轮齿间的冲击碰撞,得到了冲击载荷谱。将静力学分析结果与仿真得到载荷谱同时导入疲劳分析软件ANSYS/FE-SAFE中对斜齿轮进行了轮齿疲劳寿命分析,可知齿根过渡圆角半径的增大可使轮齿寿命显著提高,为斜齿轮结构优化设计和齿轮工况研究提供了理论依据。对于冲击载荷作用下的轮齿疲劳寿命预测也提供了一种新方法。     

基于齿轮切向变位分配齿根弯曲应力方法研究

齿轮是机械传动中重要的基础零部件,针对齿轮副传动中小齿轮轮齿薄弱最先发生弯曲疲劳断裂的情况,采用切向变位重新分配大小齿轮齿厚。在中心距和传动比不变的情况下,重新分配齿厚使小齿轮齿根弯曲应力降低,大齿轮齿根弯曲应力增加,从而使相互啮合齿轮的弯曲疲劳寿命近似相等。采用APDL语言对齿轮进行有限元建模,在单齿齿顶加载和啮合状态下进行弯曲应力分析,并与普通齿轮副设计进行比较,结果验证了切向变位重新分配齿根弯曲应力的准确,对解决工程上小齿轮断齿问题具有指导意义。     

插齿刀齿顶角处圆弧的磨削

插齿刀齿顶角处圆弧的磨削汉江工具厂（陕西汉中７２３００２）殷登云一、引言从使用和试验中知，齿轮的齿根圆角半径加大后，可使最大应力降低。钢制齿轮的弯曲疲劳试验充分证实齿根圆角半径加大后齿根应力集中下降，如齿根圆角半径为０．５２ｍｍ时的弯曲疲劳强度是０．...     

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。     

提高齿轮弯曲强度的有效措施——加大齿根过渡圆角

本文用有限元计算及疲劳寿命试验法研究了不同齿根圆角对齿轮弯曲强度的影响。证明了加大齿根过渡圆角后的寿命相当于原有的三倍,所以是强化设计变速器的有力措施。本文还研究了加大齿根圆角的适用范围,提出了供设计时选择参数用的线图。并对加大刀刃圆角的剃前滚刀提出了设计方案。     

等顶隙收缩齿锥齿轮传动设计

齿轮传动具有传动平稳,传动比精确,工作可靠,效率高,寿命长,使用的功率、速度和尺寸范围大等特点。等顶隙收缩齿与普通齿轮和不等顶隙收缩齿相比,可以增大小端的齿根圆角半径,减小应力集中,提高齿根强度;同时可增大刀具的圆刀尖圆角,提高刀具的寿命;还可减小小端齿顶过薄和因错位而"咬死"的可能性。重点研究了一种斜齿变位锥齿轮传动的参数设计方法,提出了等顶隙收缩齿的设计特点和优点,进而提高了整个产品的性能。     

弧齿锥齿轮啮合过程动态应力分析

介绍了利用ANSYS对弧齿锥齿轮进行瞬态啮合的前置处理、划分网格、使加约束的方法。基于目前弧齿锥齿轮的应力分析研究现状。对齿面啮合质量进行了齿面接触分析(TCA),并且利用在CAE方面有很强能的ANSYS软件对弧齿锥齿轮进行啮合状态下的动态仿真[5-7],得到较为准确的齿面接触应力和齿根弯曲应力。建立了弧齿锥齿轮三维有限元非线性接触模型,对弧齿锥齿轮在一定的转速和负载转矩下进行了动态啮合仿真,得到了一个啮合周期下的齿轮齿面接触应力和齿根弯曲应力的变化规律。进行了轮齿加载接触分析(LTCA),得到了轮齿啮合传动中的齿面接触应力、弯曲应力变化过程。该方法可以进一步为弧齿锥齿轮强度分析和疲劳寿命计算提供理论依据。     

ZL50装载机螺旋锥齿轮断齿原因分析及优化

20CrMnTi合金渗碳钢作为ZL50装载机驱动桥螺旋锥齿轮的主要材料,通过考察螺旋锥齿轮的设计参数、产品技术要求、热处理工艺以及1000 h的满负荷试验,分析螺旋锥齿轮断齿原因和明确了齿轮断齿因素。结果表明:齿轮氧含量超标、心部硬度和有效硬化层深度偏低是螺旋锥齿轮断齿的主要因素;增大齿轮齿根圆角半径和轮齿压力角,可提高齿轮齿根弯曲强度;齿轮表面采用强力喷丸处理可增加齿轮表面的接触应力,从而进一步提高齿轮的使用寿命。     

弧齿锥齿轮铣刀盘刀刃圆角半径的确定

<正> 齿轮齿根过渡曲线处圆角的大小,对齿轮强度有重要影响,而这圆角大小是与铣齿刀盘刀刃圆角有直接关系的。齿根过渡部分的圆角大,不仅有利于齿轮强度,而且由于大的刀刃圆角半径使刀具的使用寿命提高。为此,希望使用尽可能大的刀刃圆半径,以便取得理想的齿轮寿命和经济效果。但是,一般齿轮刀具设计时不进行刀刃圆角半径计算,而仅凭经验数据选     

随机载荷下渐开线直齿轮齿根弯曲应力计算方法研究

分析了传统齿根弯曲应力计算方法应用于齿根弯曲应力谱编制时的局限性。从动载荷的计算、啮合点的弯矩、压力角和齿间载荷分布等方面,对传统方法进行了改进,建立一种在随机载荷下齿根弯曲应力计算方法。研究结果表明,此计算方法精度较高,并能得到单齿在传动过程中齿根弯曲应力的变化历程,便于准确统计弯曲应力的幅值、均值的循环频次,为精确编制齿轮弯曲应力谱及齿轮弯曲疲劳寿命预测提供了一种有效的齿根弯曲应力的计算方法。     

刀具刀尖圆角对齿根弯曲疲劳强度影响分析

基于啮合原理,根据齿条刀具方程推导了渐开线圆柱齿轮的齿廓方程。在此基础上,基于MATLAB平台编制程序,实现了齿轮全齿有限元模型的参数化建模。在ANSYS环境下,导入MATLAB生成的有限元模型进行了齿轮齿根弯曲应力求解。最后分析了齿条刀具在不同刀尖圆角半径和不同刀尖过渡区形状下所加工齿轮的齿根弯曲应力,揭示了刀具刀尖过渡区域形状与齿轮齿根弯曲应力之间的关系。     

自动变速器行星齿轮机构的优化设计

根据自动变速器行星齿轮机构的特点和要求,在保证传动比合理和体积减小等40个约束条件下,以行星齿轮机构中各齿轮强度均等或接近于优化目标,建立齿轮齿面接触疲劳应力差值最小和齿根弯曲疲劳应力差值最小的优化模型,并用MATLAB进行优化计算。与原设计比较,优化设计的行星齿轮机构的齿面接触疲劳应力和齿根弯曲疲劳应力的最大值、应力差值以及整体应力都下降,特别是齿根弯曲疲劳应力最大值减小了12.24%,而且所有齿轮的齿根弯曲疲劳应力几乎相等,优化效果明显。优化设计的行星齿轮机构体积比原设计小3.54%,而且在传动比、尺寸参数和工艺参数方面,优化设计也都有优势。     

齿轮传动设计中压力角、齿顶高系数及齿根圆角半径的选择

齿轮压力角和齿顶高系数及齿根圆角半径也是齿轮设计中的重要参数,本文以渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,提出了在不同工作条件下压力角齿顶高系数及齿根圆角半径的确定,为齿轮参数设计提过参考。