高压航空燃油齿轮泵的齿轮强度校核及应力仿真分析

以某型外啮合高压航空燃油齿轮泵为研究对象,推导齿轮理论强度校核计算公式及校核流程,对其齿轮进行强度校核;通过计算机CAD技术建立齿轮泵三维模型,基于ANSYS进行齿轮的动态啮合过程、静态接触应力、静态弯曲应力仿真;将3种仿真结果与理论校核结果进行对比,表明该仿真技术能够有效实现该型泵的应力仿真分析。应力分布结果表明:齿轮动态啮合过程中,最大应力发生在中心距中点位置和啮合线末端,且通过对2个位置的静态接触应力和弯曲应力仿真获取相应的齿面接触应力和齿根弯曲应力的啮合性能参数,再次验证齿轮的受力规律,对新一代航空发动机主供油泵的设计及仿真研究具有一定的工程实践意义。     

液压机械混合动力无级变速箱动力学特性分析

针对某公司全新设计的一种液压机械无级变速箱,为了分析工作过程中其齿轮所受到的啮合力以及接触应力是否满足要求,首先在一个恒定的输入转速下对变速箱进行动力学仿真,将仿真得到的输出齿轮的啮合力和啮合频率与理论值进行比较分析,然后将动力学仿真结果作为边界条件,再对齿轮对进行接触应力有限元分析。结果显示齿轮三向啮合力的仿真值为586.3、267.5、124.1N与理论值596.8、221.3、116.0N相差甚微,啮合频率仿真值为106.8Hz与理论值110.9Hz基本吻合,接触应力分析值在250~300MPa之间也与理论值285.14MPa基本一致,说明了齿轮模型的正确性以及动力学和有限元分析方法的合理性。     

基于有限元方法的WN齿轮啮合仿真与接触分析

研究对WN齿轮进行接触强度与啮合仿真分析。采用先进的齿轮啮合和接触的计算机仿真分析技术对复杂的空间多点接触的WN齿轮啮合与强度特性进行研究,研究从齿形创成开始,建立啮合模型,采用3维有限元方法计算WN齿轮轮齿弹性变形与接触应力,进行WN齿轮啮合过程的计算机仿真分析。首次提出用法向啮合间隙和Un it分割方法进行接触分析,实践表明方法是非常有效的。研究还针对不同尺度的WN齿轮的实际啮合状况进行了具体的接触应力和接触区域的解析计算,开发了用于该齿轮机构分析的实用软件。     

分阶式双渐开线齿轮啮合特性及有限元研究

利用空间啮合原理,建立分阶式双渐开线齿轮型线齿廓理论与数学模型,推导双渐开线齿轮端面齿廓方程和接触线方程,对相互啮合的两个双渐开线齿轮端面啮合过程及接触线变化进行模拟分析,基于ANSYS有限元分析软件,利用其中的参数化设计语言APDL,精确建立双渐开线齿轮的单齿啮合和双齿啮合有限元模型,并对其进行接触有限元分析.分析结果表明,节点附近啮合时,双渐开线齿轮接触线发生间断,并且单齿啮合远大于双齿啮合的齿面最大接触应力.     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮动态接触特性分析

为研究变双曲圆弧齿线圆柱齿轮动态接触特性,利用基于旋转刀盘加工原理得到的齿面方程,运用MATLAB与UG建立精确的齿轮三维模型,运用ANSYS LS-DYNA分析得到该齿轮齿面在啮合过程中的动态接触应力。通过研究不同齿线半径变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的动态接触应力,得到齿线半径对该齿轮动态啮合特性的影响规律。通过研究不同压力角变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的动态接触应力,得到压力角对该齿轮动态啮合特性的影响规律。通过研究不同载荷下该齿轮的动态接触应力,得到载荷对该齿轮动态啮合特性的影响规律。分析结果为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的设计及工程应用提供参考。     

节点外啮合齿轮副接触应力分析研究

针对节点外啮合齿轮传动的啮合特点,研究了外啮合与内啮合齿轮齿廓上综合曲率半径的变化规律;对常规的接触应力计算方法进行了改进,建立了节点外啮合齿轮的接触应力进行计算;求解了节点外啮合齿轮传动与普通齿轮传动的接触应力,并做了分析对比。计算结果表明,外啮合齿轮传动采用节点后啮合,内啮合齿轮采用节点前啮合可以提高齿轮传动的接触强度。     

基于有限元法的新型汽车门锁中塑料斜齿轮强度仿真分析

为研究某新型汽车门锁中的塑料斜齿轮在工作条件下的轮齿受力情况,运用Abaqus建立了斜齿轮啮合的有限元模型,基于非线性接触算法对塑料斜齿轮的接触过程进行了仿真分析,并得到塑料斜齿轮的接触应力与弯曲应力。运用刘易斯方程及齿轮赫兹应力理论对塑料斜齿轮啮合过程中的许用应力进行了理论计算,并与有限元仿真结果进行对比;结果验证了塑料齿轮的强度满足实际工作的要求,并指出齿轮正常啮合过程中最大接触应力出现在齿轮双齿啮合区间,而最大弯曲应力发生在两齿啮合即将进入三齿啮合位置,此时齿轮容易发生疲劳破坏,提出了提高齿轮轮齿强度的改进方案。研究为塑料齿轮的强度分析提供了理论依据。     

直齿面齿轮加载啮合有限元仿真分析

研究正交面齿轮在加载条件下面齿轮啮合的传动性能参数、齿面接触应力和轮齿弯曲应力变化规律的有限元分析计算关键技术,以赫兹接触应力解析公式计算结果为对比,提出接触应力和弯曲应力计算的有限元网格密度确定方法。根据面齿轮重合度,分析面齿轮加载啮合仿真的五齿模型和七齿模型适用场合,给出面齿轮在啮合过程中的齿面接触应力和齿根弯曲应力最大值位置,计算面齿轮多齿模型接触应力及弯曲应力极值,准确得到面齿轮传动的重合度、传动误差、载荷分布系数等传动性能参数,以及载荷对这些传动性能参数的影响规律。研究结果表明,赫兹接触应力解析公式计算的结果合理地确定了有限元模型的网格密度,有限元仿真得到的应力值可靠,传动性能参数的分析结论正确。     

带式啮合介质齿轮传动的磨损仿真分析

带式啮合介质齿轮传动中,齿轮副的接触由高模量的齿轮对接触转化为高模量齿轮与低模量介质带的接触,磨损主要发生在柔性介质带上。应用Archard黏着磨损理论,建立带式啮合介质齿轮传动磨损数学模型,用Solid Works三维建模软件建立带式啮合介质齿轮的实体模型,并对其结构静力学进行分析;根据磨损数学模型和接触应力的分布情况,模拟计算出介质带的磨损量。结果表明:带式啮合介质齿轮传动最大接触应力发生在啮合节点处,弹性应变主要发生在介质带上,啮合节点处应变值最大;介质带的磨损量随载荷和滑动距离的增加而增加,最大磨损量发生在啮合节点处,在齿轮啮合线上不同节点处磨损量略有差距,边缘处磨损量最大。     

渐开线斜齿圆柱齿轮齿面接触强度分析

斜齿圆柱齿轮在啮合过程中,其啮合接触线的总长度不是定值,而该值将影响啮合过程中轮齿间的线载荷,因此分析了斜齿轮对在一个啮合周期内的接触线总长度的变化规律。目前将斜齿轮转化为当量直齿轮计算齿轮齿面接触强度,无法反映啮合瞬时齿面接触应力分布情况。将啮合接触线两侧的斜齿轮轮齿对看做曲率半径不断变化的圆锥台体,并结合斜齿轮啮合原理、赫兹弹性接触理论,通过解析法计算轮齿对任意啮合时刻的齿面接触强度,并分析了轮齿对一个啮合周期内齿面接触强度的变化规律。通过有限元分析软件,对解析法的计算结果进行了验证。     

齿轮弯曲强度有限元精确分析方法研究

通过计算轮齿弹性共轭接触迹,确定齿轮在啮合过程中各个位置的压力角、齿廓接触长度以及接触位置等参数。并对ANSYS进行二次开发,制作了一个精确计算齿轮弯曲强度有限元分析的软件。运用此软件对相同参数的渐开线齿轮与点线啮合齿轮进行弯曲强度的有限元精确计算,得出点线啮合齿轮比渐开线齿轮弯曲强度提高11.7%的结论。     

点线啮合齿轮齿根弯曲应力研究

提出点线啮合齿轮齿根弯曲应力计算方法,修正了大齿轮的齿根弯曲应力计算公式,在公未中增加大齿轮弯曲强度提高倍数.通过有限元仿真和试验验证了点线啮合齿轮齿根弯曲应力计算方法,并得出点线啮合齿轮弯曲疲劳强度比渐开线圆柱齿轮至少要提高15%的结论.     

Transmission of point-line meshing gear

Point-line meshing gear is a new type of meshing transmission. It possesses the merit of involute gear that can be manufactured easily and separately. It also possesses the feature of high contact strength of arc gear wheel. Thus it has greater power, lower noise, and higher efficiency to bear the weight. Not only has single point-line meshing gear (similar to single arc gear wheel) and double point-line meshing gear (similar to double arc gear wheel) been developed, but also a small tooth number of point-line meshing gear which can be only two or three. In this article, the meshing theory, design calculation, sealing graph of the parameter selection, manufacturing, bearing ability test and the example of its applications in various places are introduced. The point-line meshing gear can be processed in common works, which process the ordinary involute gears, such as rolling tooth processing and milling tooth processing.     

点线啮合齿轮变位系数的研究

为了避免根切,根据点线啮合齿轮、特点及啮合的基本定律,研究了点线啮合齿轮通用无侧隙啮合方程、直齿点线啮合齿轮和斜齿点线啮合齿轮最小变位系数计算公式。以一实例来阐述点线啮合齿轮中大齿轮变位系数的计算过程,整个计算过程通过软件完成。得出点线啮合齿轮无侧隙啮合方程,及最小变位系数计算同渐开线圆柱齿轮类似、点线啮合齿轮应计算最小变位系数、只能在封闭图中才能准确地确定大齿轮变位系数和螺旋角等3个结论。     

点线啮合齿轮短期过载的强度计算

参照渐开线圆柱齿轮静强度计算方法,提出点线啮合齿轮短期过载的强度计算方法.在短期过载最大接触应力计算中,提出两种情况下的计算方法.修正了短期过载最大接触应力计算公式,增加了考虑凹凸齿廓接触情况的两个系数(凹凸齿廓接触线长度变化系数和单对齿C点载荷系数).修正了大齿轮的短期过载齿根弯曲应力计算公式,在公式中增加大齿轮弯曲...     

基于积分温度法的点线啮合齿轮热胶合计算研究

参照渐开线圆柱齿轮热胶合计算方法,在平均磨擦因数中相对曲率半径计算中,根据点线啮合齿轮啮合过程中两种节点位置及受载情况,提出了相对曲率半径计算公式.根据点线啮合齿轮的载荷分配情况,推算了节点前后啮合状态和接近节点啮合状态的重合度计算公式.提出了啮入系数中的点线啮合齿轮齿顶圆直径计算公式.     

单点线啮合齿轮齿厚测量尺寸研究

渐开线齿轮的齿厚测量尺寸通过测量公法线长度控制。但单点线啮合齿轮中大齿轮为一个大负变位的齿轮,渐开线部分较短,公法线无法测量。当单点线啮合齿轮中大齿轮模数较大时,测量法线长度有困难。提出了两种大齿轮齿厚测量方法：测量法线长度或测量J点（渐开线齿廓曲线与过渡曲线之间的交点）法向齿厚与齿高,分别用于中小模数和大模数单点线啮合齿轮齿厚的控制。推导了测量尺寸计算公式,并通过实例进行了验证。     

重载车辆变速箱齿轮齿廓修形技术研究

利用MSC.Marc软件对变速箱齿轮副进行准静态接触有限元分析,得到不同修形方式下齿轮副传动误差、齿面接触应力变化情况.针对重载车辆行驶工况恶劣,齿轮负载变化大、可靠性要求高的特点,提出应以最大限度降低齿面接触应力峰值,且不增加齿轮系统传动误差波动为修形目标.     

汽车门锁闭锁器小模数齿轮副接触有限元分析

汽车门锁闭锁器中的塑料齿轮在节线附近容易发生断裂,设计时需校核其强度。首先在CAXA中建立齿轮副模型,之后运用接触有限元方法,借助Ansys12.0有限元分析软件研究了齿轮副在一个啮合周期内的接触应力及结点位移的分布。得出了以下结论:齿轮副最大接触应力和结点位移都发生在节点啮合时;最大接触应力小于大小齿轮接触强度的极限值;相邻两啮合位置的接触应力相差较大时说明在此两位置之间发生了单对轮齿与双对轮齿接触的变换;对于塑料齿轮来说,当啮合位置是从齿顶向节点方向变化的单齿啮合时,齿轮副的最大接触应力总体呈减少趋势。为汽车门锁闭锁器中齿轮的设计提供理论参考。