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。     

变位系数对齿轮齿根弯曲应力影响的研究

利用有限元法计算齿轮整个啮合过程的齿根弯曲应力,得到了不同变位系数与齿根弯曲应力的对应关系。分析结果表明,变位系数对于小齿轮齿根弯曲应力的影响较大,而对于大齿轮影响则较小。当变位系数在一定范围内变化时,齿根应力存在一个最小值。     

浅析高温气冷堆控制棒驱动机构主减速器锥齿轮优化

高温气冷堆控制棒驱动机构主减速器是控制棒驱动机构的重要组成部分之一,属于反应堆一回路压力边界内的运动部件;适当改变齿轮变位系数(径向和切向),可以提高齿轮齿根抗弯疲劳强度和齿面接触疲劳强度。因此,本文以控制棒驱动机构主减速器锥齿轮为基础,通过改变锥齿轮变位系数,分析齿轮齿根弯曲应力和齿面接触应力值及最小安全系数,找出最佳变位系数,从而对主减速器锥齿轮进行优化设计。     

基于多目标遗传算法的齿轮传动优化

针对某牵引机车齿轮常出现齿面胶合、点蚀等问题,采用遗传算法,以重合度,齿面接触应力和齿根弯曲应力为优化目标,对齿轮的啮合参数进行了优化。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,建立了齿面接触应力和齿根弯曲应力的代理模型。结果表明:遗传算法在多维区域内能快速有效的搜索Pareto解集,实现多目标的优化。以优化的结果对齿轮进行重新设计后,经有限元仿真验证,轮齿齿面接触应力及齿根弯曲应力均得到有效降低。     

自升式海洋平台升降装置齿轮齿条结构优化分析

齿轮齿条升降装置的承载能力是关系自升式海洋平台安全性能的重要因素,对其进行改进从而提高齿轮齿条的承载能力具有重要的工程应用价值。针对齿轮齿条传动失效的主要原因,提出齿条边缘两侧倒圆角及对齿轮齿条变位两种改进方案,并通过有限元分析揭示不同倒角半径和变位系数对齿轮齿条承载能力的影响机制。研究结果表明:倒角后齿轮齿条的应力集中现象具有有明显降低,随着倒圆角半径的增加,齿条最大接触应力先降低后有一定程度的升高,齿轮最大接触应力逐渐增大。变位系数对齿轮的最大接触应力影响较大,对齿条影响较小。倒圆角半径在2 mm~6mm范围内、变位系数为0.5时,能最大限度改善齿轮齿条的接触应力和弯曲应力,提高齿轮齿条的承载能力。     

球磨机大齿轮磨损后的变位修复

主要对水泥厂球磨机主传动系统中的标准直齿圆柱齿轮磨损后进行变位修复进行论述。提出了修复方案,确定了变位系数,并对齿轮的根切、齿顶变尖、重合度、齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度、相对滑动率、过渡曲线有无干涉现象做出了详细的检验。对水泥和矿山机械中大齿轮的变位修复具有一定的指导意义。     

基于MOPSO的斜齿轮传动几何参数多目标优化设计

斜齿轮作为机械设备传动装置中的主要零/部件,应用较为广泛。为了避免在使用过程中斜齿轮部分轮齿因强度低而发生提前失效的情况,综合考虑变位系数、齿数和模数等对齿轮强度的影响,建立以斜齿轮几何参数为设计变量,以斜齿轮副满足强度、重合度和齿顶厚度要求等为约束条件,以斜齿轮副齿根最大弯曲应力的差值最小、齿面接触应力最小为优化目标的数学模型,利用多目标粒子群优化(Multi-Objective Particle Swarm Optimization, MOPSO)算法编写相应的Matlab程序,对所建立的数学模型进行优化求解,并通过MASTA软件对优化前、后齿轮副进行仿真分析。结果表明,在满足设计条件的情况下,斜齿轮副弯曲强度差值与齿面承载能力均有所改善。该研究为斜齿轮宏观几何参数的优化设计提供了参考。     

管磨机齿轮变位系数与螺旋角的设计研究与探讨

从管磨机齿轮变位系数和螺旋角的设计分析入手,阐述了小变位、小滑动率差和小螺旋角的设计新理念。介绍了齿轮总变位系数的分配方法和螺旋角选择注意点。通过分析计算和应用实践对比,得出结论:基于计算机编程计算,可求得总变位系数分配的优化值。即使滑动率差Δη极低,降低滑动磨损,又有较高的重合度,使接触应力较低,且满足(0x1),降低加工制造成本;管磨机齿轮采用(2°~4°)小螺旋角,既有利于提高齿轮承载能力,又不致产生过大的轴向力。     

超大模数齿轮的参数化建模及接触分析

超大模数齿轮缺乏成熟的强度计算理论.针对风电安装船齿轮齿条式升降系统中所设计的超大模数渐开线圆柱齿轮,通过分析渐开线齿轮变位原理,基于Pro/E建立精确的齿轮齿条啮合参数化模型.在分析升降系统实际工况的基础上,研究齿轮齿条在一个啮合周期内接触应力及弯曲应力的变化规律.结果显示,接触应力在齿面成不均匀分布,发生较明显的边缘效应;齿根拉应力与压应力大小不同;最大接触应力发生在单齿啮合区的下界点上,最大弯曲应力出现在单齿啮合区上界点上.     

齿轮动态啮合过程应力仿真与分析

以渐开线圆柱齿轮副为研究对象,基于弹性动力学建立了齿轮副动态分析有限元模型并对齿轮副啮合过程进行了模拟。计算了齿侧主应力、齿面接触应力以及弯曲应力沿齿宽方向的分布,得到了齿轮啮合过程中各临界位置的齿根动态弯曲应力时域历程,就单双齿啮合变化对齿根动应力的影响作出了讨论。分析了负载及转速对齿轮的啮合状态、齿根动态弯曲应力的变化和动应力的影响,为齿轮传动系统的设计提供了理论依据。