少齿差内啮合齿轮轮齿接触问题研究

本文以有限元弹性接触分析理论为基础,提出了一种对少齿差内齿轮副啮合过程中齿间载荷分配、齿面载荷分布的分析计算方法;建立了少齿差内啮合齿轮多齿接触时的有限元模型,具体分析了一齿差内齿轮在运转中,形成多齿接触时齿间载荷、齿面载荷及位移场、应力场的分布规律。     

重载齿轮单齿啮合危险区域接触应力分布研究

针对大模数、特宽重载齿轮,建立齿轮接触应力分析模型,研究啮合过程中的齿面接触特性。采用Abaqus有限元软件分析与赫兹接触应力计算两种方法,找出了重载齿轮单齿啮合状态下"最危险"区域接触应力分布规律。通过计算机仿真给出了接触齿的接触应力分布情况。研究结果表明,接触应力的最大值发生在齿侧表面接触点上并沿齿向方向呈明显的梯度变化。当偏离接触点时,接触应力迅速下降,最大接触应力发生在主动轮上,接触应力沿齿宽方向呈线性分布,齿宽过大,造成齿向载荷不均匀。因此,增大主动轮强度,采用正变位,对提高重型装备的可靠性和使用寿命是有益的。     

渐开线少齿差行星齿轮减速器动态接触仿真分析

首先通过SolidWorks建立了渐开线五齿差行星齿轮减速器的三维模型,运用ABAQUS有限元软件对齿轮副进行了在额定工况下的动态接触仿真分析,得到轮齿从进入啮合到退出啮合全过程的动态啮合效果,得到了啮合时轮齿的接触应力和von-mises等效应力;仿真分析了渐开线少齿差行星减速器在不同载荷下的重合度,并得出了其单齿啮合刚度曲线,根据线性叠加原理,得出了渐开线少齿差行星减速器在额定载荷作用下的时变啮合刚度曲线。     

弧齿锥齿轮准静态啮合仿真分析

利用大型有限元软件MSC.Marc,建立了弧齿锥齿轮副三齿啮合的三维有限元非线性接触模型.该模型可以实现转速和转矩的传递,基于该模型对齿轮副进行了准静态啮合仿真分析,并对啮合过程中的齿面接触应力及齿根弯曲应力变化规律进行了研究.数值计算结果符合弧齿锥齿轮的实际啮合规律,为进一步分析高速情况下弧齿锥齿轮的啮合状态提供了基础和依据.     

矿用低速重载双圆弧弧齿锥齿轮仿真分析

双圆弧弧齿锥齿轮是将双圆弧齿形应用在弧齿锥齿轮上的一种技术,齿形特点为齿长和齿高均为凸、凹齿廓相啮合,与普通的弧齿锥齿轮相比,具有承载能力高、使用寿命长的优点.然而由于双圆弧弧齿锥齿轮齿面几何复杂,研究较少,限制了它在我国的使用推广.基于双圆弧弧齿锥齿轮的加工原理建立了其数控加工模型,利用功能强大的前处理软件Hypermesh进行有限元网格划分,再将有限元模型导入到MSC.Marc中对一对给定具体参数的齿轮接触对进行动态啮合的非线性接触分析,仿真得到某啮合时刻的接触区及接触应力.将仿真得到的结果和理论计算结果进行对比,验证了仿真方法的正确性,为双圆弧弧齿锥齿轮疲劳寿命分析和推广应用提供了依据.     

二齿差行星减速器齿轮承载能力的计算

在少齿差行星减速器内啮合传动中，存在多对接近啮合的小间隙齿面于理论啮合点左右，轮齿受力产生的微小变形使得某些对齿面相互接触进入啮合状态。多对轮齿同时啮合，使得传动能力明显提高，而它的力学计算属于超静定问题。本文介绍利用有限元分析软件COSMOSDesignSTAR分别计算一对齿啮合和多对齿啮合的承载差别，来说明二齿差行星减速器的承载能力比起常规算法所得到的承载能力的提高量。     

弧齿锥齿轮不同载荷有限元多齿接触研究

根据弧齿锥齿轮铣齿加工的数学模型,求得弧齿锥齿轮的齿面参数,建立精确的三维模型。应用ANSYS Workbench软件分析弧齿锥齿轮多齿啮合状态下不同载荷时的接触应力变化规律,得到了较为准确的弧齿锥齿轮接触应力,为该齿轮的疲劳寿命计算提供了理论依据。     

NN型少齿差行星齿轮传动啮合冲击分析及修形设计

针对少齿差行星齿轮传动时的多齿啮合效应,采用有限元法建立了渐开线少齿差多齿啮合模型,分析了动态轮齿的接触特性分析,得到了完整啮合周期内齿面接触应力、齿面印痕、齿面滑动位移等啮合特性参数,分析了啮入、啮出冲击对齿顶刮行的影响。采用长修形法对少齿差行星传动的齿轮进行齿廓修形,使轮齿啮合状况得到了改善,明显减小了啮合冲击对齿顶刮行的影响,研究结果对指导少齿差行星齿轮传动设计具有重要意义。     

弧齿锥齿轮的高重合度设计

针对航空和汽车弧齿锥齿轮对强度、动态性能和可靠性的特殊要求，提出了高重合度弧齿锥齿轮的设计方法。这种设计是通过增加工作齿高和调整齿面啮合路径方向以及优化加工参数实现的。结合弧齿锥齿轮的实际工况，提出了在不同载荷和安装误差下，实际重合度的综合分析方法，达到了既提高重合度又控制齿面啮合质量的目的。     

细高齿齿轮啮合刚度及动态特性研究

为了研究细高齿齿轮的振动特性,以一对标准齿齿轮和细高齿齿轮为对比研究对象,建立直齿轮传动系统平移-扭转动力学模型;采用有限元方法求解细高齿齿轮的时变啮合刚度,分析了负载对刚度的影响规律;通过Newmark-β时间积分法计算齿轮的振动响应,对比标准齿齿轮和细高齿齿轮传动系统的轴承动载荷及齿轮啮合激励,求解了不同转速下两对齿轮系统的输入、输出轴承动载荷。结果表明,细高齿齿轮啮合为两齿-三齿交替接触,刚度变化减弱;轴承动载荷波动幅值较标准齿大幅降低,啮合频率及其倍频幅值明显下降,轮齿间啮合力减小。     

渐开线直齿轮啮合过程中载荷及应力的计算机模拟

基于有限元法,提出了一种渐开线直齿轮在啮合过程中参数化模型的表达方法,建立了能随啮合过程变化自动调整接触区和整体模型的啮合轮齿有限元分析模型,采用有限元弹性接触分析方法对轮齿从啮入至啮出整个啮合周期的接触载荷分配及分布、应力分布的变化等进行了研究。采用该方法可实现用计算机模拟齿轮在啮合过程中载荷及应力的变化。     

基于啮合过程的齿根应力仿真分析

利用有限元方法研究了一对直齿圆柱齿轮在啮合过程中随着啮合位置的变化,其齿根应力变化的情况。分析结果表明,在载荷作用下,齿轮实际重合度增加,实际单对轮齿啮合的上界点向节点靠近,齿根最大应力小于理论单对轮齿啮合上界点的应力值;齿间摩擦对齿根应力的影响同啮合区间有关,相同载荷条件下,齿间摩擦使得齿根应力最大值增大。     

宽斜齿轮啮合过程三维接触有限元分析

针对宽斜齿轮，提出了轮齿在不同位置啮合时有限元网格及模型的自动生成方法，并开发出相应的三维前后处理及接触分析程序，进行了轮齿啮合过程中应力应变的数值分析。本文程序使用方便，只需输入齿轮基本参数，即可得到轮齿不同啮合位置的网格、应力分布、位移场、应力场、接触状态及接触线载荷分布。     

等基圆锥齿轮的瞬时接触区和接触区应力分布

本文用边界元柔度矩阵法分析确定了等基圆曲线齿锥齿轮的瞬时接触区和接触区应力分布，为精确计算齿间载荷分配、轮齿接触强度和弯曲强度奠定了基础，为研究跑合和修形对齿轮啮合性能的影响提供了理论依据。     

基于差齿面拓扑的轮齿承载拟赫兹接触分析

基于齿条曲面多项式与齿轮公切共轭产形原理,建立了数值齿面、差齿面ease-off模型;通过ease-off曲面映射,解析了齿面接触路径、传动误差、接触线等轮齿啮合特性信息。利用势能法、变形协调方程与拟赫兹接触分析解决了齿面载荷计算、边缘接触应力求解问题,获得了轮齿啮合刚度、传动误差、齿间载荷分担、载荷分布、接触应力等齿面啮合的时变历程特性。计算结果与第三方软件的计算结果具有较好的一致性。     

3D contact analysis of conjugate spur gears by a complete mating process

Instead of applying fixed boundary conditions to constrain and simplify material behavior in 2D models, the point and line contact of tooth surfaces are substituted by a face-contact model of teeth in this study. The inaccurate prediction of load, deformation, and stress in 3D contacts are solved. Most research uses one pair to three pairs of meshing teeth to simulate the mating process. However, describing the entire process of three contact zones during each mating pair is insufficient. By implementing a combined 3D face contact and finite element method, the contact stress analyses between two spur gear teeth are conducted in 11 different contact positions during a full mating process. The proposed approach provides a complete and effective solution to the contact problem in a quasi-dynamic manner. This model not only determines the load-sharing prediction but also verifies the applied boundary conditions.     

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。     

航空减速器弧齿锥齿轮啮合仿真模型

利用大型有限元分析软件Msc．Marc的直接约束法，建立了某航空减速器弧齿锥齿轮副多齿啮合的三维有限元非线性接触分析模型，该模型可同时实现转矩和运动的传递。基于该模型，对齿轮副进行了一个啮合周期的准静态啮合仿真分析，给出了准静态啮合时轮齿的接触状态、接触应力、齿根弯曲应力及主从动齿轮的转矩和转速随啮合位置变化的规律。分析表明，本文得到的结果非常符合实际啮合规律，也验证了模型的正确性。     

弧齿锥齿轮啮合稳定性的虚拟支承法动力学模型

提出一种在转子上设置虚拟支承的方法 ,以保证弧齿锥齿轮的啮合稳定性 ,并采用传递矩阵法 ,建立了弧齿锥齿轮 -转子系统的振动模型。给定的一对弧齿锥齿轮在工作过程中的啮合状态包括实际参与啮合的轮齿对数 ,每对轮齿分担的载荷和啮合点的位置 ,其中啮合点的位置应限制在一定的范围内而不应出现边缘接触 ,此即轮齿啮合的稳定性。由于实际工况的复杂性 ,通过改变虚拟支承的数量和位置 ,以使弧齿锥齿轮的啮合稳定性得以保证     

航空减速器弧齿锥齿轮动态啮合仿真分析

利用大型有限元分析软件MSC.Marc,建立了某航空减速器弧齿锥齿轮副多齿对啮合的三维有限元非线性接触分析模型。基于该模型,在一个啮合周期内,对齿轮副进行了在一定转矩和转速下的动态啮合仿真分析,给出了动态啮合时轮齿的接触状态、接触应力、齿根弯曲应力及主从动齿轮的转矩、转速和加速度随啮合位置变化的规律。分析表明,本文得到的结果非常符合实际啮合规律,并对进一步的疲劳寿命分析提供了依据。