载荷在同时啮合的轮齿之间的分配和齿轮设计的几个问题

使节点处于两对齿啮合区的齿轮设计方法,是为了提高齿轮的接触疲劳强度。但两对齿啮合区的载荷究竟如何分配尚不十分清楚。本文通过对实物齿轮轮齿根部的应变测量,分析齿轮运转时轮齿间载荷的分配规律,并提出关于齿轮设计和强度计算的建议。     

基于有限元的斜齿轮齿面接触分析

以某斜齿轮啮合齿为对象,建立三对啮合齿精确有限元模型。运用有限元分析软件ANSYS对啮合齿进行接触静力学分析,得到齿面最大接触应力值;对轮齿进行基于赫兹理论的齿面接触应力计算,最大接触应力理论计算值与有限元仿真值相差6.6%,验证了有限元分析的合理性;有限元分析得到轮齿啮合时轮齿最大变形量并找到轮齿工作薄弱区域,提出了提高该斜齿轮轮齿强度的方法。     

少齿差行星齿轮传动轮齿载荷研究

在少齿差行星齿轮传动中,轮齿的弹性变形可能导致多对齿同时接触共同承载,啮合情况复杂,故建立数学模型对其啮合情况进行分析,并通过有限元仿真对同时啮合齿对数、载荷分配情况、相对误差等方面进行相应的分析,验证了模型的正确性.计算结果表明,处于啮合线上的齿对仅承担了部分载荷,故对齿根弯曲应力计算公式亦进行了适当修正.     

新型窄人字齿轮的齿面生成与啮合分析

根据齿轮啮合原理、现代设计理论及方法,针对人字齿轮的齿形进行探索,设计了左、右旋齿面交替排列的新型窄人字齿轮,推导了该齿轮的齿面、接触线、啮合面方程;运用数学分析软件MATLAB、三维设计软件UG与ADAMS虚拟样机软件,建立了精确的齿轮实体模型,并进行干涉检查,计算了轮齿在典型位置的理论接触线,并与用UG生成的接触线进行了对比分析,得到了齿轮的接触线变化规律;对窄人字齿轮传动受力情况进行理论分析与仿真,获得了该齿轮传动的受力特性.结果表明:窄人字齿轮传动重合度与当量斜齿轮一致,啮合轴向力有波动,波动幅值比当量斜齿轮轴向力小,且幅值随重合度的增加而减小.     

直齿圆柱齿轮在啮合过程中齿根应力的分析

齿根应力分析是齿轮动力传动中的一个重要问题。本文讨论了啮合过程中轮齿的刚度、齿面载荷和齿根静态应力的计算方法;实测了齿根静态应力和动态应力;并证实了轮齿的修形能改善齿根的动态应力特性。     

面齿轮副小轮拓扑修形设计及啮合性能分析

为改善面齿轮啮合性能,设计了小轮齿廓、齿向修形曲线,将3次B样条拟合的修形曲面与小轮理论齿面叠加构造精确的拓扑修形齿面,建立了小轮拓扑修形面齿轮副TCA、LTCA计算模型,并试验验证了理论分析的正确性。算例分析表明:小轮拓扑修形能获得开口向下2阶抛物线几何传动误差,接触路径与齿根倾斜,较传统面齿轮副,有效重合度提高了约10%,容差能力提高了400%;各载荷下承载传动误差波动幅值均减小,齿面载荷分布变化均匀,轮齿进入和退出啮合时承受载荷变小。     

非对称齿廓渐开线齿轮齿形的仿真设计分析

探讨了非对称齿廓渐开线齿轮的齿形及啮合传动特点,给出了该种齿轮的基本几何参数及啮合传动参数的计算公式;并以实例对这一新型齿轮轮齿形状及啮合过程进行了仿真,验证了理论分析的正确性,这为进一步进行齿面接触应力及齿根弯曲应力研究奠定了基础.     

齿根疲劳裂纹扩展致传动系统振动异常特征的仿真研究

为研究齿轮啮合过程中齿根疲劳裂纹扩展与齿轮传动系统振动特性之间的关系,建立了含齿根裂纹的齿轮对接触分析有限元模型,模拟了齿根裂纹的扩展过程。通过提取有限元分析结果中的啮合齿面节点位移和接触力信息,求得齿轮时变啮合刚度,进而得到齿轮啮合刚度随齿根疲劳裂纹扩展的退化规律;将该刚度变量代入8自由度齿轮振动系统的运动微分方程动力学模型中,进一步研究齿根裂纹扩展与传动系统振动之间的关联性。仿真结果表明:当齿轮单个轮齿含齿根裂纹时,该轮齿啮合振动时域信号异常的范围为单齿-双齿-单齿三个连续区间,其中双齿啮合区间振动冲击响应最为明显。随着齿根裂纹的扩展,该齿时域振动信号振幅显著增大;频域内的振动信号中各倍频的峰值基本不变,高频区域最先出现边频带,并且边频带向低频区域扩展,且幅值也逐渐增大。该研究结果可以为裂纹故障识别检测提供一定的理论依据。     

变齿厚渐开线齿轮齿根弯曲应力研究

对变齿厚渐开线齿轮在交变载荷作用下齿根弯曲交变应力进行有限元瞬态响应分析。同时使用不同的截面参数利用传统的一般渐开线圆柱齿轮强度计算方法计算变齿厚齿轮齿根弯曲应力,通过将有限元解与传统方法计算的结果进行比较,得出对变齿厚齿轮进行齿根弯曲疲劳强度计算时应以中间端截面参数为依据的结论。为提高变齿厚齿轮的齿根弯曲强度设计齿轮两侧压力角不等的非对称齿廓,并分析工作齿侧压力角的变化对齿轮承载能力的影响。     

圆柱齿轮传动的三维接触分析

本文用三维有限元、柔度矩阵及数学规划方法对直齿和斜齿齿轮的齿面接触状况进行了三维分析。分析时计及了轮齿变形，轴和轴承的变形，以及被计算齿轮同一轴上其它同时工作齿轮的影响，通过分析计算获得了载荷在同时啮合各齿对之间的分配，载荷在轮齿接触线上的分布，以及载荷作用下齿轮副的传动误差，为齿轮系统的动、 静强度设计提供了精确而可靠的理论依据。     

井下专用行星减速器中心齿轮有限元分析

利用三维机械设计软件SolidWorks和大型工程分析软件ANSYS，基于行星齿轮啮合原理，建立了具有精确齿廓曲线的直齿圆柱齿轮模型，分析了潜油行星减速器中最薄弱的中心轮应力一应变分布状况，给出了渐开线直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度设计校核的有效计算方法，为潜油专用行星减速器可靠性优化设计提供了理论依据．     

短齿齿根应力分析与有限元计算

在渐开线少齿差行星传动中通常使用短齿,其齿根高与正常齿相同,而齿顶高小于正常齿。应用有限元方法对这种短齿齿根应力进行了大量计算,分析了各参数对齿根应力的影响,并与正常齿进行了比较,建立了短齿弯曲强度折算系数,从而为短齿弯曲强度计算提供了依据。     

Theoretical calculation and experimental study on the load distribution coefficient （LDC） of three-ring gear reducer

Three-ring gear reducer (TRGR) is one of trans-mission inventions in China. As a transmission device,it works on basis of few teeth difference transmissionprinciple. Three-ring transmission structure is as shownin Fig.1. Three-ring transmission consists of two high-speed input shafts 1 with three eccentric shaft sheathsrespectively whose phase difference is120°or180°, onelow-speed output shaft2, three ring plates 3 with inter-nal gear and external gear 4 assembled on output shaft.All shaf…     

线接触圆弧齿线圆柱齿轮齿根应力计算

圆弧齿线(CATT)圆柱齿轮齿根应力的计算与普通渐开线不同.根据第四强度理论,作者建立了一个力学模型,并用此模型计算了CATT齿轮的齿形系数,对齿根应力沿齿线的变化作了分析.     

CAE在机械零件结构设计前期的应用

讨论计算机辅助工程(CAE)前期介入对汽车零部件轻量化的作用和意义,分析设计开发流程以及有限元软件的适用范围,通过大量的仿真试验数据得到不同材料与强度大小的关系,对通用的几何模型进行有限元分析,研究原型零件的宏观尺寸对其强度的影响,获取原型零件结构尺寸的变化规律,并且得到了CAE仿真分析中计算精度与网格划分的关系.     

两种标准直齿圆柱齿轮传动设计方法的比较

列举了两种齿轮传动设计方法,一种是先按齿面接触疲劳强度设计,再校核齿根弯曲疲劳强度的方法;一种是分别按齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度进行计算的方法.并对两种设计方法所得齿轮的几何尺寸进行了比较.     

利用有限元法对斜齿轮弯曲疲劳强度进行研究的可行性分析

我国的斜齿轮研究如果仍采用国家标准所提供的数据,存在一定的风险,所以对国产斜齿轮进行疲劳强度研究是非常必要的.结合齿轮弯曲疲劳的试验,利用MATLAB和MSC软件对斜齿轮的弯曲疲劳强度的研究是可行的.     

随机载荷条件下齿轮弯曲疲劳强度

从分析随机载荷谱的角度出发,推导了与随机载荷损伤等效的当量载荷计算公式,研究了载荷谱幅值的分布对齿轮的弯曲疲劳寿命造成的影响,并分析了在随机载荷工况下合理确定齿轮弯曲疲劳设计载荷的依据.     

随机载荷条件下齿轮弯曲疲劳强度

从分析随机载荷谱的角度出发，推导了与随机载荷损伤等效的当量载荷计算公式，研究了载荷谱幅值的分布对齿轮的弯曲疲劳寿命造成的影响，并分析了在随机载荷工况下合理确定齿轮弯曲疲劳设计载荷的依据．     

正交变传动比面齿轮副的强度计算与分析

为了提高正交变传动比面齿轮副的承载能力,探索该面齿轮副的基本参数对其强度特性的影响.应用空间齿轮啮合传动原理、微分几何学和机械设计基础,建立点接触正交变传动比面齿轮副的坐标系,推导出正交变传动比面齿轮的齿面方程,得到正交变传动比面齿轮的主曲率和压力角计算方法.对该面齿轮进行了受力分析,建立了正交变传动比面齿轮副的强度校核方法,并探讨了该面齿轮副的基本参数对接触应力和弯曲应力的影响.通过传动实验与理论结果的对比分析,验证了该面齿轮副强度计算方法的正确性.