非对称渐开线直齿轮的有限元模态分析

基于Pro/E软件建立了非对称渐开线直齿轮的参数化模型,通过ANSYS软件建立了齿轮的有限元模型,并对有限元模型进行模态分析,得到了非对称/对称渐开线直齿轮的固有频率和振型分布。结果表明：渐开线直齿轮固有频率的变化与齿轮两侧的压力角无关,是稳定的;固有频率相对于与工作齿侧和非工作齿侧压力角之和呈现递增—稳定—递减的关系;渐开线直齿轮的最大变形量,随着频率的变化是阻尼正弦衰减的,并逐渐收敛到同一临域内,与齿轮两侧的压力角分配无关。     

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。     

基于CATIA的渐开线直齿轮参数化设计

介绍了运用参数化三维软件CATIA对渐开线直齿轮进行参数化三维建模。通过GSD模块中的fog方式生成参数方程建立渐开线,通过镜像、剪切、特征阵列等命令建立齿形轮廓,通过拉伸、开槽等命令建立渐开线直齿轮三维模型。达到了改变基本参数立即得到相应的渐开线直齿轮三维模型的参数化驱动化设计,大大提高设计人员的工作效率。     

基于ABAQUS的圆柱直齿轮齿根裂纹扩展与寿命估计

以渐开线直齿轮为研究对象,通过齿轮应力分析确定轮齿裂纹易萌生位置,利用ABAQUS软件建立齿轮裂纹扩展有限元模型,获取齿根裂纹扩展路径,计算不同阶段裂纹尖端应力强度因子.通过多种曲线拟合方式的对比,选取指数函数建立的裂纹长度与裂纹尖端应力强度因子幅之间的函数关系.运用Paris公式构建裂纹扩展速率模型,实现含齿根裂纹齿...     

基于CATIA的渐开线直齿轮的参数化建模与应用

介绍了运用三维软件CATIA建立渐开线直齿轮的参数化三维模型。通过f(x)方式输入齿轮的基本参数,通过GSD模块中的fog方式输入渐开线参数方程并生成渐开线,建立了齿轮的参数化模型,并对后继的应用加以说明。     

渐开线齿轮传动参数化有限元建模

基于ANSYS开发了齿轮传动的参数化有限元建模程序。运用UIDL语言设计了齿轮分析子菜单和齿轮参数输入对话框,实现了齿轮参数的可视化输入。根据渐开线齿廓方程和齿轮结构特征,运用APDL语言开发了渐开线系列齿轮有限元建模程序,实现了渐开线齿轮传动自动有限元建模。以非对称圆柱直齿轮为例进行了动态接触分析,分析了其在一个啮合周期内的接触应力。     

渐开线弧齿圆柱齿轮的应力分析

简要论述了渐开线弧齿圆柱齿轮的主要几何参数,从其齿面方程出发,分析渐开线弧齿圆柱齿轮副齿面接触线,并对其进行了重合度的分析,在此基础上提出了渐开线弧齿圆柱齿轮副齿面接触应力和齿根弯曲应力的计算方法,并通过有限元软件分析直齿轮、弧齿轮的应力。弧齿圆柱齿轮比直齿圆柱齿轮具有优越性。     

不同供油条件下的齿轮应力有限元分析

本文通过UG软件对渐开线直齿圆柱齿轮建模,分析得到不同供油条件下啮合齿轮的应力应变分布情况。利用ABAQUS有限元分析软件,在啮合过程中对渐开线直齿圆柱齿轮的啮入点、节点和啮出点三点分别加载相应的载荷。通过分析得到应力应变云图,得出在乏油条件下油膜压力对齿轮产生的冲击较大的结论。     

基于APDL的渐开线斜齿轮建模与弯曲应力分析研究

在ANSYS软件中采用APDL( ANSYS参数化设计语言)建立渐开线斜齿轮三维有限元模型和齿根弯曲应力分析程序;在规定斜齿轮法面压力角αn=20°与变位系数x=0的基础上,通过有限元方法研究斜齿轮基本参数对渐开线斜齿轮弯曲应力的影响,并通过实验验证了有限元方法的正确性;得出齿轮所受的弯曲压应力大于拉应力;通过有限元方法得到的弯曲应力值比传统公式计算的值要小.     

基于UG的圆柱直齿轮参数化建模及有限元分析

根据渐开线齿轮的成形原理,在UG环境下完成了圆柱直齿轮的参数化建模,根据振动力学及有限元理论在UG／Structure模块中建立了圆柱直齿轮的有限元模型,通过计算机仿真提取了前5阶的固有频率及振型,为改善齿轮零件的频率响应特性、工作中的可靠性提供了依据。     

基于Pro/E和ANSYS的渐开线直齿圆柱齿轮有限元分析

通过三维建模软件Pro/E构建渐开线直齿圆柱齿轮的实体模型,运用有限元分析软件ANSYS对齿根弯曲应力进行了分析,得到了齿根弯曲应力分布图,并与理论分析结果进行了比较,结果表明:通过建立合适的边界条件,ANSYS可准确完成有限元分析.     

基于MATLAB与SolidWorks联合建模的渐开线圆柱直齿轮接触特性仿真分析

通过渐开线直齿轮齿廓方程在MATLAB中构建出渐开线直齿轮的点云模型生成精确地齿廓,将点云数据导入到SolidWorks中构建出齿廓精确的渐开线直齿轮副的三维模型;然后对渐开线直齿轮副进行理论接触应力计算,并对联合建模的齿轮副与参数化建模的齿轮副进行接触应力的有限元仿真分析和动力学仿真分析结果进行对比.结果表明:联合建...     

基于有限元法的直齿圆柱齿轮振动模态分析

主要研究直齿圆柱齿轮的固有振动特性,利用ANSYS有限元软件建立直齿圆柱齿轮的三维模型并对其进行动力学模态分析,通过求解分析得到齿轮的低阶固有频率、主振型以及相对位移和相对应力,为齿轮及其系统的动态设计提供参考依据。     

基于Pro/E和ABAQUS的直齿轮强度分析

选取一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮,用 AGMA 标准对齿轮的接触强度及弯曲强度进行计算;在 Pro/ E 软件中精确建立该啮合齿轮的三维模型,将模型文件导入 Abaqus 软件,对齿轮啮合进行有限元强度分析,最后将两者的分析结果进行对比。结果表明,利用有限元方法分析齿轮的强度是可行的。     

基于精确齿廓模型的直齿轮轮齿变形数值计算

根据齿轮加工原理及渐开线展开原理,建立了直齿轮齿廓的数学模型.用Weber能量法计算直齿轮轮齿变形,用Matlab语言编制了轮齿变形计算程序,为准确、快速求解直齿轮轮齿的变形和啮合刚度奠定了基础.     

非对称齿廓齿轮弯曲疲劳强度理论分析与试验

为提高齿轮承载能力设计齿轮两侧压力角不等的非对称渐开线新齿形,推导双压力角非对称齿廓齿轮工作齿侧与非工作齿侧的渐开线齿廓方程和齿根过渡曲线方程,通过迭代计算和优化策略提出非对称齿廓齿轮疲劳强度解析法计算公式。编制生成非对称齿轮齿廓的参数化程序,在此基础上建立非对称齿廓齿轮有限元分析模型。通过解析法对不同压力角组合的非对称齿廓齿轮弯曲应力和危险截面位置计算得出,随着工作齿侧压力角的增大齿根最大弯曲应力逐渐降低,单齿啮合区向齿顶偏移;通过对有限元模型进行计算得出的结果与解析法一致,应用最小二乘法拟合出非对称齿廓齿轮齿根弯曲应力随工作齿侧压力角变化的计算公式。采用数控电火花线切割方法加工制造非对称与标准齿廓齿轮,在高频疲劳试验机上采用双齿脉动加载方法对其进行疲劳强度试验。试验结果表明,非对称齿廓齿轮在相同寿命下比对称齿轮极限载荷提高了50%,非对称齿廓齿轮的应力值变化趋势与前两种方法是一致的。     

基于Pro/E和ABAQUS的圆柱齿轮参数化建模和啮合模拟仿真

研究了在Pro/E 4.0中渐开线直齿圆柱齿轮的参数化建模,利用有限元分析软件ABAQUS 6.9对齿轮啮合进行三维模拟仿真分析,得出了与理论分析比较一致的Von Mises应力的变化情况,为齿轮的参数化设计和优化设计提供了一种有效的新方法。     

行星轮系的有限元分析

分析了渐开线直齿齿轮的齿廓和过渡曲线方程,利用ANSYS软件建立了行星轮系的有限元模型,并进行静力分析和模态分析,得到行星轮系的应力分布状况及低阶振动频率和相对应的模态振型,为行星轮系的结构优化设计提供了可靠数据。     

Dynamic analysis of involute spur gears with asymmetric teeth

New gear designs are needed because of the increasing performance requirements, such as high load capacity, high endurance, low cost, long life, and high speed. In some applications, such as in wind turbines, the gears experience only uni-directional loading. In these instances, the geometry of the drive side does not have to be symmetric to the coast side. This allows for the designing of gears with asymmetric teeth. In previous studies related to bending stress and load capacity, high performance has been achieved for gears with asymmetric teeth. These gears provide flexibility to designers due to their non-standard design. If they are correctly designed, they can make important contributions to the improvement of designs in aerospace industry, automobile industry, and wind turbine industry. At high operation speeds, there is always a concern of dynamic loads and vibrations of equipment. Therefore, there is a need to fully understand the dynamic behavior of gears with asymmetric teeth. Thus, the primary objective of this paper is to use dynamic analysis to compare conventional spur gears with symmetric teeth and spur gears with asymmetric teeth. The secondary objective is to optimize the asymmetric tooth design in order to minimize dynamic loads. This study offers preliminary results to designers for understanding dynamic behavior of spur gears with asymmetric teeth. For this study, a dynamic model was developed, using MATLAB, and used for the prediction of the instantaneous dynamic loads of spur gears with symmetric and asymmetric teeth. Furthermore, a 2-D three-tooth model was developed for finite element analysis. Fast Fourier transform was used for the frequency analysis of the static transmission errors. It is shown that generally, the dynamic factor, for spur gears with asymmetric teeth, increases with increasing pressure angles on the drive side. For asymmetric teeth, increasing the addendum leads to a significant decrease in the dynamic factor. The static transmission error, at the center of the single tooth contact zone, decreases with increasing pressure angle. The first two harmonics slightly increase with increasing pressure angle. It is further shown that the amplitudes of harmonics of the static transmission errors are significantly reduced when asymmetric teeth with long addendum providing high gear contact ratio close to 2.0 are used.