基于椭圆的渐开线齿轮齿根过渡曲线研究

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.为提高齿轮的弯曲强度,提出了采用椭圆曲线代替延伸渐开线的等距曲线,基于坐标转换原理,求出椭圆曲线方程.并采用30°切线法求出椭圆过渡曲线齿形系数和应力集中系数,与标准刀具加工的齿根曲线进行比较,结果表明采用椭圆过渡曲线可以使弯曲应力降低15％.根据齿形法线法,反求出获得该椭圆曲线的滚刀刀顶曲线,为滚刀刀顶设计和实际加工提供了理论依据.     

渐开线齿轮齿根过渡曲线及其滚刀顶曲线的优化研究

本文阐述的研究工作重点是应用有限元－优化技术，直接优化滚刀刀顶曲线来优化齿根过渡曲线，实现用一把优化的滚刀展成同一模数不同齿数的渐开线齿轮，使其抗弯曲强度均得到提高，且综合提高最佳，计算结果表明效果明显并与实验相符。     

齿根过渡曲线优化方法研究

对以获得齿根最小弯曲应力为目标的齿根过渡曲线的形状优化问题,提出了一种有效的描述齿根过渡曲线形状的参数化方法,该方法采用双指数"超椭圆"曲线方程来描述齿根过渡曲线。由于设计变量少,可以方便地利用内嵌于一般通用有限元分析软件中的优化设计模块描述和求解过渡曲线的形状。通过有限元分析软件ANSYS建立齿轮模型,并运用其内嵌的一阶优化方法对齿根最大VonMises应力进行优化,与已有的优化结果比较表明,利用文中提出的方法可以取得很好的优化结果。     

齿根过渡曲线弯曲应力的分析

使用I—DEAS软件分别计算了齿条刀具为普通圆弧形刀项、椭圆形刀顶及单圆弧刀顶加工出的齿轮的齿根弯曲应力。在有限元模型及载荷的处理上与传统方法不同，本计算所采用的载荷处理方法结合所建立的有限元模型构成了准确的有限元计算模型。     

基于ANSYS的齿根过渡曲线形状优化研究

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。为提高齿轮的弯曲强度,采用有理二次贝齐尔(Bezier)曲线来描述刀顶曲线,运用ANSYS内嵌的一阶优化方法,以内权因子w1为设计变量、最大Von Mises应力为目标函数直接优化滚刀刀顶曲线来优化齿根过渡曲线,并通过30°切线法验证了优化结果的准确性,得出了齿根最大弯曲应力、刀顶曲线和齿根过渡曲线形状随内权因子w1的变化曲线。结果表明:w1=0.12时,齿根弯曲应力降低12.2%,仍能获得光滑的齿根过渡曲线和光滑的滚刀刀顶曲线。     

渐开线齿轮齿根过渡曲线形状优化设计

描述齿根过渡曲线的有理ＥＥ样条的内权因子为设计变量，齿根过渡曲线区域最大ＶｏｎＭｉｓｅｓ应力极小化为目标，应用自适应有限元分析技术，对齿极过渡曲线进行了形状优化设计，获得了具有较高齿根弯曲强度的齿根渡曲线。     

Logix齿轮的齿根过渡曲线

Logix齿轮是依据全新的齿形理论所提出的一种新型齿轮。在比较几种常用的齿根过渡曲线以后,针对Logix齿轮的特点,基于啮合理论推导其齿根过渡曲线的坐标方程,为Logix齿轮的设计和加工提供理论依据。     

非圆齿轮齿根过渡曲线分析

齿根过渡曲线的曲率半径大小,直接影响渐开线起始圆直径和齿根强度。从理论上分析了非圆齿轮过渡曲线及根切界限。渐开线直齿圆柱齿轮的齿根过渡曲线有多种形式,过渡曲线对于轮齿弯曲强度有重要意义。为了提高非圆齿轮仿真结果的准确程度,构建了非圆齿轮齿根过渡曲线方程,分析了齿根过渡曲线上的弯曲应力,并与不同齿根过渡曲线的弯曲应力进行对比,也为后续的仿真、有限元分析提供了一定的依据。为保证正常啮合,合理设计齿根圆角大小,合理选用刀具,探讨了刀具齿顶圆角与轮齿齿根圆角之间的对应关系,有其重要的现实价值。     

滚齿加工的齿轮齿根过渡曲线

对滚齿加工出的斜齿轮的端面内齿根过渡曲线的形状和曲线方程进行了研究,指出滚刀齿顶圆弧在齿轮端截面内的廓形已变为椭圆弧,在斜齿轮端截面内刀顶对应部分形成的齿根过渡曲线不能用圆弧代替计算,否则将严重影响齿根过渡曲线描绘的准确度,进而影响到在此基础上的齿根强度、加工干涉性、刀具设计、三维造型等一系列分析、研究工作的结论正确性。重点研究分析了滚刀齿顶端截面椭圆弧方程以及对应形成的齿轮端截面内齿根过渡曲线方程的推导和建立,并将研究成果应用于自编的齿轮加工验算软件予以应用和验证。     

基于空间接触的齿根过渡曲线对齿轮弯曲强度影响分析

在齿轮基本尺寸不变的情况下提高渐开线齿轮强度是一个重要课题。提出一种基于实际物理力学模型的渐开线斜齿轮三维模型空间多齿对同时接触的分析方法,应用Pro/E软件,以齿根过渡曲线分别为典型的双圆弧和单圆弧的两对变位斜齿轮模型为研究对象,按照一定的啮合角度变化,得到全方位接触分析结果,确保齿根弯曲强度结果的较高可靠性。通过对两种齿轮齿根应力的比较得出结论:算例中过渡曲线为双圆弧的齿轮齿根应力约为单圆弧齿轮齿根应力的1.3～1.5倍。最后通过VB(Visual basic)语言对Catia软件进行二次开发的方式仿真加工出上述两种齿轮模型,并在相同条件下进行有限元分析。在仿真加工出齿轮模型的齿根过渡圆弧曲率半径不完全一致的情况下,其齿根应力也满足1.3～1.5倍的结论。该分析方法可为齿根单圆弧齿轮的推广与应用提供基础支持。     

基于ANSYS的齿根过渡曲线形状优化研究

齿根过渡曲线形状对齿轮强度的影响很大。利用SolidWorks齿轮参数化建模,其中齿根过渡曲线采用多段圆弧;基于啮合齿轮的接触分析,以齿根最大von-Mises应力的极小值为目标变量,采用ANSYS Workbench对齿根过渡曲线形状进行了优化研究,优化后的过渡曲线可以大幅度改善齿轮齿根受力情况、降低齿轮损坏的机率。通过实验验证了本方法的可行性,同时对获取最佳齿根过渡曲线形状具有理论指导意义。     

渐开线齿轮齿根曲率半径对齿根应力的影响

基于任意转角位置的渐开线齿轮齿廓数学模型,构建了齿根任一点局部应力的折截面法计算数学模型,提出了渐开线齿轮齿根过渡曲线曲率半径的计算公式,并验证了曲率半径计算公式的准确性,应用齿根应力计算数学模型分析讨论了不同参数条件下曲率半径对齿根应力的影响.其分析结果将为渐开线齿轮设计、参数优化选择等提供参考数据,同时为齿根应力数值分析提供了新的数学模型.     

渐开线斜齿轮的接触分析

建立斜齿轮接触的有限元模型,基于非线性接触算法对斜齿轮进行有限元分析,得到斜齿轮的齿根弯曲应力和啮合齿面的接触应力结果,在此基础上,将仿真与传统理论计算结果进行比较,结果表明,利用有限元法分析齿轮接触问题是可行的.     

渐开线齿轮的完整齿廓曲线方程及精确建模

从齿轮的范成原理着手,推导了渐开线圆柱齿轮完整的齿廓曲线方程,最后通过建模示例验证了所推导方程的正确性。     

ZY-1型硬齿面双圆弧齿轮齿根应力的分析

介绍了紫瑞CAE2.0软件有限元分析模型的前处理。在此基础上,对不同法向模数、螺旋角和齿数的双圆弧齿轮,利用有限单元法计算出轮齿的齿根应力,研究上述各个因素对ZY—1型硬齿面双圆弧齿轮弯曲强度的影响,得出一些结论。     

齿根过渡圆弧对全齿槽成形磨削温度和残余应力影响的研究

在齿轮全齿槽成形磨削过程中,考虑相邻三个热源（齿底热源、过渡圆弧热源、齿廓热源）的耦合效应,建立了磨削温度场的三维有限元仿真模型,计算了全齿槽成形磨削温度,并在此基础上,采用基于热-结构耦合的有限元方法计算了磨削引起的残余应力,分析了磨削温度场和残余应力场的分布特征,以及齿根过渡圆弧的大小对磨削温度和磨削后齿根处残余应力分布的影响。结果表明,过渡圆弧半径对磨削温度的影响相对较小,但对齿根处残余应力的影响较大;与没有过渡圆弧的齿槽相比,当过渡圆弧半径超过2 mm时,磨削后齿根最大残余应力降低20%以上。实验测量结果与有限元仿真结果一致,证明了模拟结果的正确性。     

非对称塑料齿轮弯曲应力的解析法计算

介绍了非对称渐开线塑料齿轮弯曲应力解析法的计算公式,根据尼曼实验曲线得出了重合度系数的解析表达式,并推导了齿顶到各特性啮合点的距离公式。通过实例计算了各特性啮合点的齿根弯曲应力,说明了非对称渐开线塑料齿轮比对称塑料齿轮具有更高的承载能力。     

标准齿轮盘铣刀齿形过渡曲线的研究

标准齿轮企铣刀齿形曲线上渐开线部分各点的坐标可从有关资料中查出，而过渡直线及齿底圆弧部分则查不到，这给铣刀的设计和制造带来不便。本文通过分析计算补充了过渡直线及齿底圆派圆心的坐标，以及圆弧与渐开线切点的坐标等十分有用的数据。     

圆柱齿轮的齿根应力及其影响因素分析

利用二维有限元分析方法，考虑齿轮变位及刀具圆角等因素，建立了参数化轮齿通用二维有限元分析模型及其前后处理程序。对圆柱齿轮的齿根应力进行了大量的计算和详细的分析，并且与按国标渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法（ＧＢ３４８０－８３）计算的结果进行了对比。分析了外载荷作用点的变化及刀具圆角的变化对轮齿齿根应力的影响。