基于SolidWorks Simulation的齿轮泵齿轮接触面校核分析

为了解决齿轮泵齿轮吸油和压油时因齿轮承受不平衡径向液压力,影响齿轮泵工作效率的问题,运用SolidWorks Simulation对齿轮泵中两啮合齿轮进行了应力与应变的分析,并用理论公式计算出了齿面接触应力。研究了外啮合齿轮泵齿轮的受力情况,将仿真分析与理论计算进行了对比。研究结果表明,两啮合齿轮仿真分析与理论计算结果相符,符合强度要求。     

齿根应力分析中加载方法的研究

对齿轮进行静强度校核时,传统的方法是根据理论公式计算进行强度的校核,这种方法计算强度大、效率低;目前,应用较为广泛的方法是借助于计算机及有限元分析软件模拟齿轮在实际工作载荷下产生的应力,为产品开发提供依据,大大的降低了产品开发的周期。在运用计算机模拟分析齿根应力时,轮齿上施加载荷的方式有三种:将载荷施加到单齿对啮合区外界点、齿顶和分度圆。通过实例,对三种加载方式下的齿根应力分别进行有限元分析,结果表明,将载荷加载在单齿对啮合区外界点时得到的齿根应力最接近于理论计算的结果。     

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。     

采煤机176 mm节距复合齿形行走轮动态力学仿真

行走轮与销轨的啮合属于非共轭传动,传统齿轮强度校核方法对行走轮不再适用,以往对行走轮强度的校核大多采用有限元静态力学仿真分析,而静态力学仿真分析不能准确反映行走轮轮齿的实际受力状态,计算结果略有偏差。为了能比较准确地校核采煤机176 mm节距复合齿形行走轮的强度,利用Solid Edge和ANSYS软件对176 mm节距复合齿形行走轮建立动态力学仿真模型,提取齿面接触应力与齿根弯曲应力随时间的变化的仿真计算数据,并绘制成曲线,通过对比仿真结果和行走轮材料的许用应力值,发现176 mm节距复合齿形行走轮可以满足采煤机1 500 k N牵引力的使用要求,与此同时总结了行走轮轮齿从进入啮合到脱开啮合过程中,接触应力和弯曲应力随时间的变化规律,得到了行走轮出现接触应力峰值和弯曲应力峰值时行走轮与销轨啮合的位置,为今后优化行走轮齿形提供了依据;通过对比理论计算结果与仿真结果,验证了仿真结果的正确性。     

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。     

防辐射液压挖掘机回转齿轮啮合动力学仿真分析

以防辐射液压挖掘机回转齿轮为研究对象,利用Pro/E建立了回转齿轮的三维实体模型,确定了回转齿轮啮合传动的正确啮合参数,在ADAMS进行回转齿轮啮合动力学仿真分析。仿真得到的齿圈转速、啮合力及啮合力的频率与理论计算值基本一致,验证了模型的准确性与可靠性。最后分析了不同转速及转矩对啮合力的影响。仿真结果可为回转齿轮的强度校核、优化设计等提供计算依据。     

PGH内啮合齿轮泵温度场有限元分析

针对乐力士PGH内啮合齿轮泵在高压工况下的温升严重问题，利用SolidWorks建立了啮合齿轮泵的几何模型，并在Pumplinx与ANSYS Workbench中分别对流体热效应和机械热效应进行仿真，对分析了齿轮泵内部及外壳的温度分布及传递情况和热应力仿真分析计算。发现齿轮泵外壳在内啮合齿轮偏心圆圆心一侧温升和应力变化明显，结果表明齿轮泵温升原因主要来自齿轮泵样机与内齿圈等处的摩擦，并通过实验验证了仿真结果。     

排油泵体的有限元分析

直线共轭内啮合齿轮泵是一种新颖的液压动力元件,靠外齿轮与内齿轮作内啮合运动进行工作。本文通过三维CAD软件建立齿轮泵的实体模型,利用Solidworks Simulation有限元分析软件,对实体的主要运动部件如排油泵进行分析,计算出排油泵体的应力、位移、应变及安全系数的变化范围,得出最大和最小值,通过分析结果对所设计的零件进行校核,计算出零件运作时的安全范围。     

基于解析有限元的齿根裂纹时变啮合刚度计算方法

当齿轮发生故障时,时变啮合刚度的变化能够反映齿轮故障特征大小。因此,时变啮合刚度在齿轮传动过程中是一个重要的动力学参数。提出一种新的齿根裂纹啮合刚度计算方法,即解析有限元法（Analytical-finite element method,A-FM）。考虑到齿轮发生故障时,啮合刚度解析模型计算精度较低,将应力强度因子引入裂纹齿轮的啮合刚度计算过程。首先定义应力强度因子与啮合刚度之间的关系,通过建立齿轮接触模型计算裂纹尖端附近的应力强度因子,然后将计算结果替代解析模型中故障刚度部分。由于应力强度因子能够敏感地识别齿根裂纹的局部微小变化,故该方法相比于解析法具有更高的计算精度,相比于有限元法具备更快的计算效率。同时,建立6自由度动力学模型,通过对其振动响应进行分析,仿真结果验证了所提方法的可行性。     

行星传动动态啮合有限元仿真分析

为探究行星齿轮传动过程中啮合轮齿的应力分布规律,运用AbAQUS建立了行星齿轮啮合副的有限元模型,采用非线性静态通用设置对齿轮的接触过程进行了准静态接触仿真分析,并采用显式动态分析模拟齿轮转动,将两种分析结果中接触应力与齿根应力的变化情况与传统理论计算结果进行对比,得到了模拟齿轮的动态接触应力与齿根应力的分布,本文对行星轮传动的设计以及齿轮副动态啮合特性的研究提供更为准确的分析方法。     

关于面齿轮接触和弯曲应力有限元计算方法的研究

根据面齿轮加工基本坐标系和齿轮啮合原理,由刀具齿面方程和坐标转换矩阵建立了面齿轮齿面方程,通过编程计算出面齿轮齿面点,实现了面齿轮三维可视化建模。采用三维有限元分析方法,研究了5种不同载荷条件下面齿轮传动的接触应力、弯曲应力和重合度的变化规律。计算结果表明,随着载荷的增大,面齿轮齿面接触区和重合度增大;在单齿啮合时,面齿轮接触和弯曲应力最大,弯曲应力最大值出现在沿齿高方向靠近中间的位置。本文对面齿轮传动的强度设计具有一定的指导意义。     

时变位姿下行星齿轮传动系统动应力计算模型及其参数影响研究

考虑行星轮系内部非惯性和机体时变位姿外部非惯性的综合影响,推导了任意时变位姿下带有机匣的行星轮系构件运动方程,计入时变啮合刚度、啮合误差、侧隙和啮入冲击,建立了时变位姿下行星齿轮传动系统级动力学模型,并采用精细积分时程法（Precision integration method,PIM）求解得到了动态啮合力序列。根据齿间载荷分配关系进一步得到单齿啮合力序列。最后结合修正Heywood公式与Hertz公式构建了时变位姿下行星齿轮传动系统齿根弯曲动应力和接触动应力计算模型,并研究了机体平飞、滚转和筋斗位姿参数对接触动应力、弯曲动应力的影响规律。结果表明：不同时变位姿参数对弯曲、接触动应力影响显著,且对不同齿轮副影响不同,即加剧了齿轮副间承载不均;筋斗运动角速度对动应力影响比平飞加速度、滚转角速度以及筋斗回转半径对其影响复杂;机匣对动应力影响随加速度增大而增加。研究成果为时变位姿下行星齿轮传动动应力计算与高可靠性设计提供了理论依据。     

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.     

一种多级内啮合航空齿轮泵设计与仿真

给出了一种采用一字形燃油通道结构方式的串联多级内啮合齿轮泵的设计方法,首先进行了多级内啮合摆线齿轮泵的总体结构设计;其次基于泛摆线形成原理和内转子摆线齿形曲线参数方程,利用UG三维建模软件完成内转子参数化建模;最后通过ANSYS数值模拟对内外转子间接触应力进行了数值计算分析,并与赫兹接触理论对内外转子接触应力计算结果进行了对比。结果表明:ANSYS采用静态分析结果与赫兹理论计算的最大应力结果接近,赫兹理论计算采用的是旋转一周不同位置得到的最大应力,因此理论值偏小,但两者计算最大结果均小于合金钢许用应力,表明泵的设计强度满足要求。     

齿轮啮合过程齿间载荷分配的有限元分析

利用有限元方法研究了一对直齿圆柱齿轮啮合过程中，随着啮合位置的变化，齿面接触应力和齿间载荷分配的情况。结果表明，摩擦系数使得齿面接触应力和前一对轮齿的载荷分配率增大，而增大载荷能够增加齿轮的实际重合度。     

齿轮弯曲强度有限元精确分析方法研究

通过计算轮齿弹性共轭接触迹,确定齿轮在啮合过程中各个位置的压力角、齿廓接触长度以及接触位置等参数。并对ANSYS进行二次开发,制作了一个精确计算齿轮弯曲强度有限元分析的软件。运用此软件对相同参数的渐开线齿轮与点线啮合齿轮进行弯曲强度的有限元精确计算,得出点线啮合齿轮比渐开线齿轮弯曲强度提高11.7%的结论。     

点线啮合齿轮齿根弯曲应力研究

提出点线啮合齿轮齿根弯曲应力计算方法,修正了大齿轮的齿根弯曲应力计算公式,在公未中增加大齿轮弯曲强度提高倍数.通过有限元仿真和试验验证了点线啮合齿轮齿根弯曲应力计算方法,并得出点线啮合齿轮弯曲疲劳强度比渐开线圆柱齿轮至少要提高15%的结论.     

基于BP神经网络的齿轮弯曲疲劳强度极限应力计算

针对齿轮弯曲疲劳强度极限应力计算繁杂、给齿轮强度验算和设计计算带来了很大不便的问题,提出了使用BP神经网络映射齿轮的弯曲疲劳强度极限应力近似算法,以便减少计算规模,提高齿轮设计及验算效率,其映射结果表明,使用该方法求齿轮的弯曲疲劳强度极限应力,是可行的和高效的,能够为齿轮的设计计算和强度验算提供方便。     

直齿面齿轮加载啮合有限元仿真分析

研究正交面齿轮在加载条件下面齿轮啮合的传动性能参数、齿面接触应力和轮齿弯曲应力变化规律的有限元分析计算关键技术,以赫兹接触应力解析公式计算结果为对比,提出接触应力和弯曲应力计算的有限元网格密度确定方法。根据面齿轮重合度,分析面齿轮加载啮合仿真的五齿模型和七齿模型适用场合,给出面齿轮在啮合过程中的齿面接触应力和齿根弯曲应力最大值位置,计算面齿轮多齿模型接触应力及弯曲应力极值,准确得到面齿轮传动的重合度、传动误差、载荷分布系数等传动性能参数,以及载荷对这些传动性能参数的影响规律。研究结果表明,赫兹接触应力解析公式计算的结果合理地确定了有限元模型的网格密度,有限元仿真得到的应力值可靠,传动性能参数的分析结论正确。     

不同重合度非圆齿轮设计及弯曲应力分析

非圆齿轮传动具有广泛的应用场景。针对非圆齿轮传动,采用齿轮啮合原理和材料力学等原理及方法,提出了大重合度非圆齿轮设计方法。探讨了非圆齿轮传动原理和节曲线构建方法,计算了其节曲线曲率半径和重合度方程。建立了不同重合度非圆齿轮轮齿时变啮合刚度与载荷分配率计算模型,推导了不同重合度非圆齿轮齿根弯曲应力方程。探讨了不同结构参数下非圆齿轮副重合度、时变啮合刚度、时变载荷分配率及齿根弯曲应力变化规律,确定了轮齿所受最大载荷位置。开展了不同重合度非圆齿轮齿根弯曲应力仿真分析和实验测量,与理论计算结果进行了对比分析,最大误差分别约为4.8%和5.9%,验证了理论方法的合理性与正确性,为大重合度非圆齿轮传动的工程应用奠定了基础。