斜齿圆柱齿轮的三维有限元振动分析

本文提出了一种计算斜齿圆柱齿轮(含齿、轮缘、轮辐)啮合刚度和载荷分布的方法。首先建立斜齿轮的三维有限元模型,利用齿面坐标系及相应的坐标转换阵,可一次求得斜齿圆柱齿轮在整个啮合过程中诸接触线上的载荷分布和齿间载荷分配,大大地节省了计算时间。通过采用不同的辐板支承和选择不同的轮缘及轮辐尺寸,研究了轮缘和轮辐对被动齿轮的特性及计算振幅的影响,得到了一些有意义的结论。文末给出了考虑斜齿轮振动特性时,不同辐板支承情况下轮缘和辐板的推荐值。计算结果表明此方法对于研究三维复杂结构的齿轮振动问题是快速有效的。     

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。     

平面二次包络环面蜗杆传动齿面接触应力计算

采用弹塑性接触有限元法求解了不同包容齿数下的齿间载荷分配系数,基于啮合原理计算了接触点的诱导法曲率半径并进行了回归分析,建立了单齿接触线长度和总接触线长度的简化计算模型。基于Hertz模型,推导出适用于平面二次包络环面蜗杆传动的承载最大齿对的接触应力计算公式和平均接触应力计算公式。建立了蜗杆副的有限元模型,分析了不同载荷作用下的齿间载荷分配及齿向应力分布规律。最后,通过实例对比了用于平面二包蜗轮副齿面接触应力分析的解析法及数值法。结果表明：解析法与数值法计算结果接近,前者计算值高于后者约10%~25%。     

用边界元法求解塑料齿轮双齿啮合时的齿间载荷分配

在齿轮的强度计算以及齿面温度计算时都要用到双齿啮合时的齿间载菏分配,作者利用边界元素法分析计算了塑料齿轮双齿啮合时的载荷分配,结果发现与ISO推荐值相差较大(约41％)、故在塑料齿轮的强度计算对不能再按ISO标准推荐值。     

齿间载荷分配系数的再探讨

在国内现有的资料中,对ISO齿轮强度计算中的齿间载荷分配系数虽已有人作过推证,可供参考,但仍有不妥之处。本文经过深入地研究,在原作的基础上进行了修改补充,使论据得到进一步地充实,且最终得出了与ISO422E公式(7—1)、(7—2)完全一致的结果。     

齿轮参数对斜齿轮传动振动特性的影响

本文研究了齿轮副在αn=20°，ha∧*=1.0，c∧*=0.25情形下齿数、模数、齿宽、螺旋角、变位系数等参数对斜齿轮副载荷分布，齿间载荷分配、刚度及计算振幅的影响，通过计算表明，ISO标准能较好地反映直齿轮副的单对齿刚度和啮合刚度，而对斜齿轮副的刚度计算存在一定的偏差。计算结果还表明，螺旋角和齿宽对斜齿轮副的刚度值影响不大，而对其计算振幅影响很大，变位系数对斜齿轮副刚度及计算振幅都将产生很大影响，文中也对其他齿轮参数的影响作了对比分析。     

考虑摩擦的磨损和修形齿轮啮合刚度计算

研究齿面偏差对齿轮啮合刚度的影响,对准确获得齿轮系统动态特性具有重要意义。本文基于改进能量法,提出了一个求解考虑齿面摩擦的直齿轮啮合刚度的完整模型。该模型通过齿廓的参数方程,实现考虑齿轮加工刀具圆角半径和齿面偏差对齿轮单齿啮合刚度的影响;通过齿形误差带来的齿间间隙和轮齿加载变形量的关系,求解出双齿啮合区齿轮副总刚度。分析了磨损齿轮和修形齿轮的啮合刚度、齿间载荷分配系数和传递误差。结果表明：齿面非均匀磨损量会显著降低双齿啮合区刚度并降低重合度,轻载条件下尤为严重;修形齿轮载荷大于修形设计载荷值时,修形效果不明显,而载荷小于修形设计载荷值时,可能出现刚度不足、重合度减小和加载传动误差显著增大等问题。     

汽车变速器齿轮的静强度计算——ISO齿轮强度计算方法在汽车变速器上的应用

本文分析了目前汽车变速器齿轮强度计算存在的问题,并根据ISO齿轮强度计算方法,结合汽车变速器的具体情况,提出了静强度计算方法,简化处理了ISO若干公式和删去不必要的图表。同时对齿轮轴向载荷分布系数中的主动齿轮及轴的变形量的确定,提出适合汽车变速器的公式,从而解决了ISO齿轮强度计算方法在汽车变速器中的应用问题。     

滚锥包络环面蜗杆传动载荷分布与分配研究

在＂滚锥包络环面蜗杆传动的理论研究与参数优化［１］＂和０＂Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｃｏｎｅｅｎｖｅｌｏｐｉｎｇｈｏｕｒｇｌａｓｓｗｏｒｎｇｅａｒｉｎｇ［２］＂文献的基研、提出了一种求解滚锥包络环面蜗杆传动接触线上载荷分布与齿间载荷分配的方法。编制了计算滚锥包络环面蜗杆传动接触线上载荷分布与齿间载荷分配的计算机程序，对该传动的载荷分布与分配进行了计算研究，并给出了对本文方法正确性的实验验证结果。     

双圆弧齿轮接触迹间载荷分配系数K1的计算

论述了双圆弧齿轮接触迹间载荷分配系数Ｋ１的基本确定方法,并根据近百种不同参数或载荷工况下双圆弧齿的Ｋ１的计算结果,整理出了４－８级精度双圆弧齿轮Ｋ１的简化计算公式,对双圆弧齿轮的强度计算进行了进一步的完善。     

基于ANSYS的渐开线直齿圆柱齿轮仿真分析

利用有限元软件ANSYS的建模功能,建立渐开线标准直齿圆柱齿轮的二维和三维有限元模型,在此基础上对静载荷作用下齿轮的齿根应力和齿轮变形进行有限元分析,比较二维模型和三维模型的模拟结果,并与传统的齿轮强度计算方法作比较,指出传统计算方法的不足,为齿轮优化设计提供1种新的设计方法和理论依据。     

圆柱齿轮齿面接触线法向刚阵与齿向载荷分布的研究

提出了分析轮齿刚度和齿面接触线载荷分布的新方法─—齿面接触线法向刚阵法，建立了齿面接触线上节点力与法向变形的关系．加入相应的变形协调条件和静力平衡条件，精确简便地作了多对齿同时啮合状态下载荷沿齿面接触线分布的分析计算．并用有限元方法编制了计算载荷分布的专用软件，给出了分析计算实例，绘制出考虑多齿对啮合、刚度差异以及边界效应时，载荷沿齿面接触线的分布曲线．该方法抛弃了平面假设并与实际载荷分布相适应，计算结果具有较高的精度和可靠度．     

换轮减速箱齿轮副的优化和校核

针对水陆两用拖拉机换轮减速箱体积过大、运转不灵活等问题,利用MATLAB优化工具箱,以体积为优化目标,对齿轮的齿数、模数以及齿宽系数进行优化。为节省计算成本,在齿轮参数化有限元模型仿真计算的基础上,建立齿面接触应力的参数化接触模型,MATLAB工具箱 Optimization Toolbox 实现了多约束的优化问题。以优化结果对齿轮进行重新设计后,体积大为缩小。经有限元仿真验证,齿轮齿面接触应力在许用范围内。     

轮齿结构变化对热应力影响的研究

齿轮传动中,轮齿由于相互作用力大且有相对滑动,因而会产生大量的摩擦热,轮齿间相互接触处由于摩擦引起的高温引起附加热应力,严重影响轮齿间的传动性能、工作可靠性及其使用寿命.为此,结合齿轮传动的传热学、摩擦学及有限元原理,建立了一重载齿轮箱齿轮三维热应力分析有限元模型,计算得到某环境温度下,处于热平衡状态的齿轮零件热应力图,通过修改轮齿结构,分析并获得了减小齿轮热应力的有效方法.     

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.     

风电增速箱行星轮系瞬态接触动力学分析

增速箱是风电装备中的关键部件,其传动方式多为复合行星轮系传动,行星轮系接触应力影响增速箱的工作性能。设计了功率分流式行星差动结构的5.5 MW增速箱,利用UG对低速级斜齿行星轮系进行模型简化处理,利用ANSYS Workbench建立了刚柔混合有限元模型,设置了合理的运动副和接触关系,完成了瞬态接触动力学分析,对计算得到的接触应力进行了分析,并与许用应力值850 MPa进行了比较,验证了行星轮系的结构设计满足要求。     

故障齿轮啮合刚度综合计算方法

为了有效、准确地计算含故障齿轮的时变啮合刚度,提出了一种基于传统能量法的改进方法,结合改进能量法和有限元法的各自优点,即应用改进能量法快速计算故障齿轮无故障轮齿的啮合刚度,利用有限元法精确地计算故障轮齿有故障部位的啮合刚度.仿真示例结果表明:与能量法和有限元法相比,该方法能快速、准确地仿真故障齿轮的时变啮合刚度并且适用于齿轮系统振动响应的计算.     

三环减速器齿环板的有限元分析

齿环板是三环减速器的重要传动零件,既是平行四边形机构的连杆,又与输出轴上的外齿轮互相啮合,其结构和受力情况都比较复杂。对齿环板受力进行了分析,计算了7种工况下齿环板所受的载荷力,应用ANSYS软件对其进行有限元分析求解。结果表明最大应力和最大位移都出现在φ=120°时的工况位置,且出现在受啮合力轮齿的齿根处。计算结果表明三环减速器齿环板的强度满足要求,这对三环减速器的设计计算和结构优化具有重要的意义。     

少齿差减速机内啮合齿轮的有限元分析

为避免因轮齿折断、齿面损伤等因素引发的生产事故,有必要对齿轮接触状态的强度性能进行分析.利用Pro/E强大的参数化设计功能,对少齿差减速机内啮合齿轮进行精确的参数化建模.通过Pro/E与AN-SYS Workbench之间的无缝连接,将模型导入ANSYS Workbench中,利用有限元法对齿轮接触进行应力分析,为少齿差减速机的设计提供可靠的分析数据.     

弧齿锥齿轮的有摩擦承载接触分析

提出了柔度张量的概念,并推导了弧齿锥齿轮有摩擦承载接触问题的数学规划解法。首先采用有限元方法计算工作齿面网格结点的柔度张量,并通过插值和叠加获得一对啮合齿在各接触位置上接触椭圆长轴散点的综合柔度,然后结合齿面几何因素,建立了弧齿锥齿轮接触问题的线性规划模型,采用载荷增量法求解了有摩擦的接触变形过程。最后以一对弧齿锥齿轮为例,进行了整个啮合过程的承载接触分析。