冲击电钻小模数齿轮在冲击载荷作用下的仿真实验

以冲击电钻变速齿轮箱为研究对象,采用有限元方法分析电钻中的小模数齿轮在冲击时所引起动载荷及齿轮的动态特性分析,分析比较在相同的静载荷作用下的静应力状态.     

冲击载荷作用下齿轮动应力的研究

取整个齿轮，对冲击载荷作用下的齿轮动应力进行有限元分析。研究了齿根应力随时间的变化情况及冲击载荷对临近轮齿的影响，并与静态结果进行了比较，并且分析了不同脉宽冲击载荷对齿根应力的影响。     

基于LS-DYNA少齿数非对称斜齿轮动态特性分析

少齿数非对称斜齿轮作为一种新形齿轮,其体积小且承载能力强,而对其动力学特性尤其瞬时法向相对速度造成弹性接触冲击对齿轮传动系统的稳定性的影响研究较少。以弹性体接触-冲击动力学方程为基础,建立少齿数非对称斜齿轮有限元动态接触模型。在考虑摩擦和阻尼等影响的情况下,对动态齿根弯曲应力和动态传动误差进行研究。描述轮齿在一个啮合周期内的动态齿根弯曲应力的分布规律,对比斜齿轮副整个啮合过程的静动态齿根弯曲应力,同时还分析工况参数对齿根弯曲强度的影响。研究由于主从动轮接触点的瞬时法向相对速度差造成的弹性接触冲击,以少齿数非对称斜齿轮副的瞬时冲击过程为研究对象,分析不同转速时,不同的冲击位置(齿根、节圆和齿顶)对冲击力、冲击应力和冲击时间的影响,对比分析不同压力角的少齿数齿轮冲击应力的变化规律。     

不同转速下变速箱齿轮齿根应力历程的特性分析

用有限元方法,建立汽车变速箱齿轮结构的三维动力学模型.模拟齿轮实际啮合过程中的连续冲击载荷,研究不同转速下齿轮齿根应力历程,得到随着转速变化,齿根应力的变化规律,对于齿轮强度及弯曲疲劳寿命计算具有一定的指导意义.     

氮化齿轮光弹应力分析

齿轮在工作中主要的失效形式是疲劳点蚀、齿根疲劳折断、胶合和磨损。一般认为宏观应力是其失败的主要原因。因此有必要全面分析齿轮的工作应力状态,尤其是齿轮硬化产生的残余应力的作用。我们根据齿轮氮化和光弹性材料残余应力产生的原因、分布规律及其特点,研究并提出了包括残余应力、摩擦力影响在内的氮化齿轮应力分析的光弹模拟技术,本文利用该模拟技术系统地分析了齿轮的氮化层深度、摩擦系数、齿轮模数和外加载荷等因素对直齿圆柱齿轮接触区应力及齿根弯曲应力状态的影响。     

齿根过渡圆角半径对齿根裂纹扩展的影响规律研究

齿根过渡圆角对齿根应力有着重要影响,而齿根应力是齿根疲劳裂纹扩展的重要影响因素,因此,研究齿根过渡圆角半径对齿根裂纹扩展的影响十分必要。建立3种不同过渡圆角半径的直齿轮,假设齿根初始裂纹在相同位置,初始裂纹长度一致,基于ABAQUS软件研究齿根裂纹扩展规律。结果表明,不同过渡圆角半径下的齿根裂纹扩展总体趋势一致,但扩展前期过渡圆角半径越大,裂纹越向深入齿轮轮缘方向扩展,扩展后期过渡圆角半径越大,裂纹越往齿顶方向扩展。过渡圆角半径对齿轮临界裂纹长度影响较小。相同裂纹长度下,过渡圆角半径越大,裂纹尖端Mises应力越小,裂纹扩展速率越小,齿轮的裂纹剩余寿命越长。     

齿轮离心负荷对齿根应力影响的有限元分析

本文提出了考虑不同速度的齿轮离心负荷和工作载荷同时作用于轮齿,对齿根应力计算的有限元方法。从对一定参数范围的轮齿的计算结果可得出,离心应力是构成齿根应力的一部分。随齿轮速度的提高,离心负荷对齿根应力的影响加大,对于高速齿轮,离心负荷的影响不可忽视。文中通过对比分析,指出了现行常规的齿轮弯曲强度计算方法的局限性.对高速齿轮应用本文的有限元法作计算,可使齿根应力的求解更趋于精确。     

高速列车齿轮副裂纹扩展寿命研究

为研究高速列车齿轮的齿根裂纹扩展特性,在有限元软件ABAQUS中建立齿轮副模型并通过静力学分析,以确定裂纹萌生位置。基于线弹性断裂力学理论,在软件ABAQUS中建立含齿根初始裂纹的斜齿轮模型,计算裂纹前缘不同节点处的应力强度因子;研究齿根裂纹自动扩展的方式及轨迹,通过计算得到齿根裂纹的扩展寿命。在此研究的基础上,探讨了载荷大小等因素对裂纹扩展寿命及轨迹的影响规律。研究表明,裂纹扩展速率先慢后快,载荷对裂纹扩展寿命的影响十分明显。     

驱动桥准双曲面齿轮齿根弯曲应力测试研究

为研究动载荷对准双曲面齿轮齿根弯曲应力的影响,使用电测法对驱动桥从动锥齿轮齿根弯曲应力进行了静态和动态测试,并对比有限元计算结果进行了分析。静态测试分析结果表明,齿轮啮合过程中,齿面接触由大端过渡到小端,啮入过程正车面齿根受拉,啮出过程受压,应力值与有限元计算结果基本一致。动态测试分析结果表明,随着齿轮转速升高,齿根最大应力的平均值、振幅都逐渐增加。此测试方法可靠易行,可用于齿轮相关的可靠性研究。     

汽车齿轮动态响应的有限元分析

用有限元法，对某汽车齿轮建立了二维和三维的有限元模型，分别研究在静载荷和冲击载荷作用下齿轮能承受的最大载荷值。得出了不同冲击载荷持续的时间和冲击载荷值对齿轮强度的影响，为齿轮设计提供了一种新的设计方法和理论依据。     

齿根过渡圆角处应力的分析计算

分别用传统的材料力学的方法计算了在齿轮设计过程中，轮齿齿根处弯曲应力和在同样的条件下，用有限元方法分析了不同齿根过渡圆角齿形的齿根剖面上各点以及过渡圆角处各节点的应力值。此结果和方法为选择正确的应力集中系数，得到适合于各种具体场合的优化齿形以及进一步进行齿根过渡圆角的优化设计提供可靠的帮助。     

常见齿轮过渡曲线对应齿轮弯曲应力的比较分析

为了全面而深刻地了解齿轮过渡曲线,延长齿轮的工作寿命,从齿轮加工刀具入手对常见齿轮过渡曲线对应的齿轮弯曲应力进行了有限元分析,并将常规齿轮弯曲应力计算中的齿轮单对齿啮合区上界点引入到有限元载荷计算中,以提高有限元计算精度,最后将有限元计算的齿轮最大弯曲应力点与齿轮危险截面弦齿厚进行了对比,以验证结果的正确性。研究表明,应用齿轮过渡曲线设计方法所生成的齿轮,不但使齿形描述方便,而且使弯曲应力的分析更加准确。     

A study on the bending stress of the hollow sun gear in a planetary gear train

Generally, planetary gear type traveling reduction gear is composed of multiple planetary gear stages and has a hollow sun gear in the last stage planetary gear. In designing reduction gear, it is important to evaluate accurately the bending stress at the tooth root of the sun gear as the sun gear is the weakest component in the reduction gear system. Although bending stress can be calculated easily using gear standard codes such as the American Gear Manufacturers Association (AGMA) and International Organization for Standardization (ISO) 6336 for almost all gears, meticulous calculation is needed for the hollow sun gear because of its low backup ratio (rim thickness divided by tooth height) and comparatively large root fillet radius. In this study, a finite element analysis (FEA) is carried out to investigate the effect of rim thickness and root fillet radius on bending stress at the tooth root of the hollow sun gear. In standard codes, bending stress at the tooth root is calculated linearly with a constant slope for the backup ratio below 1.2. However, the effect of the rim thickness on bending stress is more complex in the planetary gear system. Bending stresses calculated by FEA with various backup ratios and root filler radii are compared with the bending stresses calculated by the standard codes.     

切顶齿轮滚刀的基准齿形

论述了切顶齿轮滚刀基准齿形的确定原则,分析了切顶齿轮滚刀齿根圆弧刀刃的展成齿形——切顶齿轮齿角过渡曲线的特征,提出了合理选择滚刀齿根圆弧半径的依据。     

提高齿轮弯曲强度的有效措施——加大齿根过渡圆角

本文用有限元计算及疲劳寿命试验法研究了不同齿根圆角对齿轮弯曲强度的影响。证明了加大齿根过渡圆角后的寿命相当于原有的三倍,所以是强化设计变速器的有力措施。本文还研究了加大齿根圆角的适用范围,提出了供设计时选择参数用的线图。并对加大刀刃圆角的剃前滚刀提出了设计方案。     

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。     

基于ANSYS/LS - DYNA的齿轮传动冲击特性仿真分析

以连续介质波动理论为基础,使用ANSYS/LS- DYNA有限元动力学仿真软件,建立了一对齿轮传动的冲击特性仿真模型,得到了在不同加载、初始条件下,参与啮合的每个轮齿齿面动载荷和齿轮啮合力随时间变化的曲线,以及被动齿轮的转速动态响应曲线,从而为齿轮的强度分析提供了可靠依据.     

自升式平台齿轮齿条参数优化研究

基于有限元软件ANSYS对某自升式平台齿轮齿条的强度进行了分析。从齿条齿宽和齿轮齿条齿根圆角半径2个方面研究探讨了提高齿轮强度的方法,并对齿条齿宽和齿轮齿条的齿根圆角半径进行了优化。研究结果表明,适当增大齿条齿宽可以减小齿轮齿条的接触应力,增大齿轮齿条的齿根圆角半径可以提高齿轮齿条的齿根弯曲强度。     

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。