基于ANSYS的新型人字齿同步带受力分析

人字齿同步带传动是同步带传动在结构上的新突破,它兼有直齿和斜齿同步带的优点,有承载能力强、噪声低等特点,在传动领域得到重视.通过Pro/E建立了一对人字齿带与带轮完全啮合的三维模型,利用ANSYS有限元软件对其进行了静态非线性接触分析,结果表明:随着螺旋角的增大,带齿根最大等效应力和强力层最大等效应力减小.通过对带齿加载过程的动态过程分析,带齿顶与带轮齿槽接触,减缓带齿根应力集中,表明新型人字齿同步带带齿与轮齿间齿形设计更合理.     

人字齿同步带完全啮合区理论建模与啮合干涉影响研究

同步带的齿面磨损是主要失效形式之一,同步带与带轮齿面啮合干涉状态影响同步带齿面磨损。本研究以人字齿同步带完全啮合区为研究对象,采用空间微分几何和齿轮啮合原理,对完全啮合区同步带与带轮进行数学建模。研究节距差和螺旋角对完全啮合区啮合干涉影响,推导不同位置处的啮合干涉量表达式,建立啮合区三维干涉形貌模型,得到不同干涉量对啮合干涉形貌的影响以及螺旋角与干涉量之间的关系。研究表明:干涉量大小是影响啮合传动噪声和振动产生重要因素,完全啮合区干涉量的大小与带与带轮的齿形有关,且随螺旋角增大,干涉量变小,磨损变小,为人字齿同步带减振降噪设计和齿形修形设计提供依据。     

结构参数对人字齿同步带应力分布的影响

螺旋角和错位量是影响错位人字齿同步带传动误差、噪声和寿命的重要结构参数。基于空间啮合传动原理,建立带齿与带轮完全啮合状态的三维模型,并根据同步带复合材料属性进行分层建模,利用ANSYS Workbench有限元分析软件对模型进行了大变形、非线性静态分析。结果表明,带齿受载后的几何扭曲变形和齿向方向的刚度变化,导致带齿根部的最大应力沿齿向分布不均匀,并且强力层上应力分布出现集中。在相同错位系数下,30°螺旋角错位人字齿同步带齿根应力具有较小值,且人字齿同步带齿根最大应力为最小。     

人字齿同步带模具曲面齿廓加工特性与模具设计

人字齿同步带传动因承载能力大、传动误差小、噪声低等特点备受关注。分析人字齿同步带和带轮齿廓曲线参数,利用高阶切触阶啮合理论建立带齿和轮齿齿廓方程。对人字齿同步带模具齿廓曲面加工特性进行研究,并根据坐标变换和齿轮啮合原理推导人字齿同步带模具曲面方程。最后提出一种用于同时生产多根人字齿同步带的组合分拆式模具,并成功用于指导企业生产。     

基于高阶接触啮合理论的新型人字齿同步带传动设计

人字齿同步带因具有降噪、传动误差小、承载性能高等优异性能,在带传动领域备受关注。本文基于等共轭曲率高阶接触啮合理论,对具有高阶接触曲面特性的同步带与带轮齿廓进行研究,提出邻域间隙具有2阶无穷小的同步带与带轮齿廓的主要参数,并建立齿廓三维模型,为新型人字齿同步带制造、传动性能研究奠定基础。     

基于RecurDyn的新型人字齿同步带应力与振动影响分析

以新型人字齿同步带为研究对象,建立其两轮同步带啮合传动系统的刚体模型,基于多体系统动力学软件RecurDyn对同步带进行动态性能分析,探究同步带初张力与转速对带齿应力和同步带振动特性的影响规律。研究结果表明,初张力300 N、转速1 000 r/min时,新型人字齿同步带在传动过程中所受应力更小、承载能力更强、振动幅度更小、传动过程更平稳。研究为新型人字齿同步带的齿廓修形设计与动态特性分析奠定了理论基础。     

新齿廓人字齿同步带部分啮合区干涉与形貌

人字齿与直齿同步带相比具有传动精度高、噪声低、运行平稳等特点。同步带传动部分啮合干涉是引起带齿面磨损的主要因素。为了研究部分啮合对人字齿同步带齿面干涉影响,在准静态条件下,利用坐标变换理论建立了部分啮合传动模型。通过对人字齿同步带部分啮合机理研究,建立了同步带部分啮合干涉形态模型,研究了节距差和螺旋角对同步带齿面干涉过程和瞬时干涉形貌的影响。人字齿与直齿磨损实验与计算结果表明,人字齿同步带耐磨损性能更好。     

基于Pro/E的新型人字齿同步带传动参数化建模设计

新型人字齿同步带克服了传统直齿、斜齿同步带的缺点,以其传动误差小、承载能力强、噪声低、寿命长等优点得到了广泛的关注。基于Pro/E通过模型参数和尺寸关系的建立,完成了新型人字齿同步带及带轮的参数化建模,并应用同步带轮的参数化程序快速生成新的带轮,检验了程序,最后对模型进行三维装配,为新型人字齿同步带传动的研究提供了一种全齿模型,大大提高了研究效率,对新型人字齿同步带的结构及传动性能进行全面、系统的研究具有重要意义。     

基于MFBD的汽车直齿同步带啮合动力学研究

针对ZA型汽车同步带,利用CATIA软件建立汽车同步带和带轮的三维模型,通过ANSYS软件进行了同步带的网格划分,并导入多体动力学软件RecurDyn,通过MFBD(多柔性体动力学)刚柔耦合技术建立了汽车同步带啮合传动的动力学仿真模型,对同步带带齿所受的齿面接触力和拉应力进行了传动性能仿真分析。给出了带齿与带轮啮合的带齿应力分布状态和带拉应力的分布状态,为汽车同步带齿形设计、传动性能分析和带的橡胶及强力层等材料的选择提供了一种数字化仿真分析设计方法。     

新型人字齿同步带与带轮结构参数的优化设计

基于等共轭曲率高阶接触啮合理论,建立新型人字齿同步带和带传动三维模型,并利用非线性有限元分析软件对一对完全啮合状态的新型人字齿同步带与带轮进行应力与变形分析,研究了螺旋角、侧隙、带轮结构参数对带齿、强力层应力和变形影响变化规律;优化具有高综合承载能力新型人字齿同步带的结构参数。通过实验室台架疲劳寿命实验,证明新型人字齿同步带比同齿廓的直齿同步带疲劳寿命更长。     

利用运动分析法研究同步带的啮合干涉

本文对常用梯形,STPD,HTD齿形同步带在进入完全啮合,带与轮无侧隙条件下对啮合传动运动干涉进行了计算,分析了带与轮齿廓参数对干涉的影响,以及干涉量沿齿廓上的分布,并对啮合传动主要干涉点进行了分析,得出了带齿根圆半径大于轮齿根圆半径有助于降低传动干涉,STPD齿形同步带所产生的运动干涉最小的结论。     

基于MFBD的同步带传动动载荷仿真分析

针对梯形齿同步带及带轮的结构特点,利用UG软件建立了同步带与带轮三维实体模型,并利用Hyper Mesh进行网格划分,导入多体动力学软件RecurDyn,进行了梯形齿同步带刚柔耦合系统动力学的整体运动动态性能分析,研究同步带的初始张力、主轴转速、传动负载变化对带齿应力的影响规律,为同步带的设计、力学特性分析等提供了一种数字化仿真分析设计方法。     

新型人字齿同步带三维建模及数字化设计

针对柔性体人字齿同步带与带轮在完全和不完全啮合区的啮合状态不同,而引起带齿形形状的变化。依据人字齿同步带的传动特点,研究人字齿同步带带齿在不同啮合区与带轮的啮合形态,采用空间微分几何,建立带齿空间几何数字化设计模型,以此数字化建模机理,进行三维实体模型设计,为模具数字化设计和系统动力分析提供精确模型支持。     

高齿同步带初拉力下传动啮合干涉的研究

对同步带带齿进入啮合过程时产生的啮合干涉的研究,对带齿形的优化设计及提高带的强度、寿命具有非常重要的意义。本文研究了新型高齿同步带在初拉力情况下传动的不完全啮合过程中,带齿高及带齿和轮齿的高度差,对带齿与轮齿的啮合间隙的变化以及干涉程度的大小的影响。     

新型高斜齿同步带啮合特性、噪声及疲劳寿命试验研究

斜齿同步带因具有降噪性能,在带传动领域备受关注。新型高斜齿同步带是一种新开发的斜齿同步带传动,采用啮合原理分析和试验方法,对其进行了传动干涉、噪声及疲劳寿命研究。结果表明新型高斜齿同步带传动在降噪、提高疲劳寿命上有明显效果。     

发动机正时系统RU型和YU型带轮刀具齿廓齿形研究与设计

针对GB/T 10414-2017 《同步带传动汽车同步带轮》标准中没有提供RU型和YU型带轮标准刀具齿形参数的问题,对带轮与刀具齿廓齿形之间共轭谐应关系进行了研究。基于啮合原理,对带轮齿廓的共轭刀具齿面进行包络,利用圆弧曲线对包络曲线离散数据进行数学拟合,确定刀具齿廓数学模型;其次,通过刀具对带轮的二次包络过程发现,加工带轮齿廓齿顶处存在根切。通过带轮根切机理研究,揭示了刀具曲面存在奇异点的原因,提出消除刀具齿廓曲线奇异点的齿廓模型,基于带轮齿廓齿形误差在标准公差范围内,对刀具齿廓参数再设计。     

基于RecurDyn的新圆弧齿同步带啮合传动性能研究

基于多体动力学软件RecurDyn,建立新圆弧齿同步带传动的虚拟样机模型并进行仿真计算。仿真应力云图显示,主、从带轮啮入和啮出处同步带承受载荷最大。对动态虚拟样机啮入和啮出区分析表明,带齿面受载、带挠曲是带载荷增大主要原因,而带齿顶部受载可以有效降低齿根载荷;同步带的多边形效应和啮合冲击产生的系统内部激励,是从动轮角速度波动的主要原因;从动轮速度输出结果表明,速度波动是周期谐波函数。     

圆弧齿同步带轮的数控铣削及成形铣刀

BMC10立式加工中心是我厂与美国合作生产的返销产品。其中铣头的移动是由伺服电机通过一对圆弧齿同步带轮带动滚珠丝杠实现Z轴的进给运动。因此,同步带轮的加工精度直接影响整机的质量。一、同步带轮的工艺分析同步带轮兼有带、齿轮及链传动的优点,具有传动准确,平稳,速比恒定,传动效率高,结构简单等特点,非常适合在数控机床上使用。但是,要使同步带与同步带轮准确的啮合,对带轮的设计必然要求较高,从而给机加工带来一定的难度。图1中3和图2中的工件是圆弧齿同步带轮,材料为43钢,齿数为46,节距为8,调质硬度达HB235,     

高齿同步带初拉力不传动啮合干涉的研究

对同步带带齿进入齿合过程时产生的啮合干涉的研究,对带齿形的优化设计及提高带的强度１寿命具有非常重要的意义。本文研究了新型高齿仙步带在初拉力情况下传动的不完全啮合过程中、带齿高及带齿和轮齿的高度差,对带齿与轮齿的啮合间隙的变化以及干涉程度的大小的影响。     

油菜基质块苗移栽机传动机构动力学仿真分析

同步带传动是移栽机传动机构的主要传动形式。基于传统梯形齿形的移栽机传动机构在分苗过程中稳定性较低,易产生跳齿、脱齿不良现象。采用刚柔耦合多体动力学仿真方法,建立分苗装置传动机构虚拟样机模型,对同步带周期性动载应力变化规律、横向振动及传动误差进行了动力学特性分析。结果表明,高齿圆弧齿同步带(Straight-Toothed Synchronous Belt,STSB)相较于高转矩(High Torque Drive,HTD)圆弧齿及传统梯形齿同步带,应力分布更均匀,最小应力值为59.16 N/mm²,横向振动幅值最小为33 mm,传动误差小,传动平稳。研究可为移栽机传动机构动力学仿真与齿形优化提供参考。