履带车辆变速箱齿轮啮合过程分析及寿命预测

针对某履带车辆变速箱二挡齿轮容易发生失效,啮合过程轮齿应力变化难于准确测量,寿命预测不准确的问题,建立了齿轮啮合的有限元模型,分析了轮齿开始接触到完全分离的高度非线性动态过程,并对仿真结果进行试验验证,进而利用nCode designife建立了寿命预测模型,预测出齿轮疲劳失效部位及寿命,与试验结果进行比较,验证了齿轮啮合的动态分析方法的可行性,为预测齿轮寿命提供了参考。     

汽车四驱分动器换挡控制机构齿轮动力学分析

汽车四驱分动器换挡控制机构是四驱分动器完成换挡的重要部件,其齿轮传动系统动力学特性直接影响着工作的稳定性、准确性和使用寿命。基于ANSYS/LS-DYNA对汽车四驱分动器换挡控制机构齿轮进行动力学仿真,得到齿轮在运动过程中的应力分布情况,在轮齿未啮合时齿根处应力极低,进入啮合状态急速增大,在前齿即将脱离啮合、后齿啮入的临界时候达到最大值,表明机构齿轮的失效形式应该以轮齿的疲劳破坏作为主要诱导因素,为研究齿轮失效形式、提高齿轮寿命提供了参考。     

齿轮的概率寿命预测与弯曲疲劳试验

精密长寿命齿轮的制造成本高、周期长,针对这种齿轮的疲劳试验更是费时费力。为了简单、准确地得到齿轮的寿命信息,基于最小次序统计量的概念建立齿轮的概率寿命预测模型,模型建立不同齿数的齿轮之间的概率寿命关系,其将特定齿轮的寿命数据作为输入变量,可以转化得到其他齿轮的概率寿命。在恒定应力水平下进行齿轮弯曲疲劳试验,在试验过程中说明了齿轮失效的监测与判据方法,同时将齿轮的失效机理分析与断口分析相结合,解释了齿轮的失效模式,最后借助试验数据详细阐述了模型的使用方法。利用随机截尾数据统计方法对模型进行验证,证明模型具有良好的预测能力和处理小样本数据的优势。     

轮齿连续啮合动力学仿真与实验

为获得多对轮齿连续啮合接触力动态特性,将齿轮分解为沿圆周方向转动的柔性轮齿和刚性齿轮本体。基于轮齿真实变形机理,以弹性单元连接轮齿和齿轮本体,采用Lankarani&Nikravesh接触力计算模型和Kuhn-Tucker单边约束方程建立了多对轮齿连续啮合的动力学模型。算例分析表明,单对轮齿啮合区内的轮齿接触力与机械设计方法的分析结果吻合较好,而轮齿啮入冲击接触力计算结果则通过搭建实验装置进行了间接验证。数值计算和实验表明:建立的轮齿啮合动力学模型能够反映轮齿的运动学接触和动力学接触特征,可用于齿轮传动系统的动力学分析。     

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。     

偏心-高阶椭圆锥齿轮副的强度计算方法

结合微分几何及空间齿轮啮合原理,将偏心-高阶椭圆锥齿轮副的空间节曲线在曲率半径相等的条件下展开到平面上,推导出齿轮副当量节曲线的计算公式,获得啮合传动过程中的压力角.对轮齿进行受力分析,建立偏心-高阶椭圆锥齿轮副的强度计算方法,获得轮齿接触应力及弯曲应力随主动轮转角的变化规律,确定啮合过程中最薄弱轮齿的位置.分析偏心-高阶椭圆锥齿轮副主动轮偏心率、模数、主动轮齿数及从动轮阶数等结构参数对轮齿强度的影响.建立偏心-高阶椭圆锥齿轮副有限元分析模型,利用五轴数控机床加工出齿轮副实体并搭建传动试验平台,通过有限元分析与传动试验,验证该齿轮副强度计算方法的正确性.     

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。     

渐开线斜齿圆柱齿轮齿面接触强度分析

斜齿圆柱齿轮在啮合过程中,其啮合接触线的总长度不是定值,而该值将影响啮合过程中轮齿间的线载荷,因此分析了斜齿轮对在一个啮合周期内的接触线总长度的变化规律。目前将斜齿轮转化为当量直齿轮计算齿轮齿面接触强度,无法反映啮合瞬时齿面接触应力分布情况。将啮合接触线两侧的斜齿轮轮齿对看做曲率半径不断变化的圆锥台体,并结合斜齿轮啮合原理、赫兹弹性接触理论,通过解析法计算轮齿对任意啮合时刻的齿面接触强度,并分析了轮齿对一个啮合周期内齿面接触强度的变化规律。通过有限元分析软件,对解析法的计算结果进行了验证。     

低速重载下齿根弯曲强度有限元分析

节能型起重永磁铁转轴采用齿轮齿条传动,考虑到其在低速重载工况下的主要失效形式为轮齿的折断,因此建立齿轮的三维有限元模型,并采用经典有限元软件ANSYS对其进行齿根弯曲强度的有限元分析,获得了轮齿啮合过程中不同时刻的最大弯曲应力与变形值。仿真结果表明:单个轮齿的齿根弯曲应力值与变形值随着啮合过程基本呈抛物线规律变化,其中在接近齿顶部位啮合时齿根弯曲应力最大。     

齿轮系统轮齿啮合过程的动力学分析

考虑了齿轮的制造、安装误差及齿轮系统外部载荷因素,将齿轮轮齿等效为单侧接触弹簧,建立了齿轮系统基于轮齿啮合过程的动力学分析模型,并根据啮合过程中可能出现的啮入和啮出冲击、脱齿、齿面碰撞等情况,给出了用状态系数描述的动力学方程.在状态空间上对齿轮啮合过程的相轨迹进行了定性分析,根据分析结果,说明了因齿轮误差和轮齿脱齿产生...