基于有限元法的采煤机齿轮改进分析

针对MG400/920-WD型采煤机在使用一段时间后多次发生齿轮断齿事故,通过对惰性齿轮进行有限元分析,分析结果表明齿轮齿根弯曲应力偏大。在考虑互换性,中心距不变的前提下,通过更改齿轮结构,增大齿轮模数,计算变位系数,得到一种新的齿轮结构,通过有限元分析和实验验证,改进后的惰性齿轮弯曲应力较小,有较高的强度系数。     

基于APDL的渐开线斜齿轮建模与弯曲应力分析研究

在ANSYS软件中采用APDL( ANSYS参数化设计语言)建立渐开线斜齿轮三维有限元模型和齿根弯曲应力分析程序;在规定斜齿轮法面压力角αn=20°与变位系数x=0的基础上,通过有限元方法研究斜齿轮基本参数对渐开线斜齿轮弯曲应力的影响,并通过实验验证了有限元方法的正确性;得出齿轮所受的弯曲压应力大于拉应力;通过有限元方法得到的弯曲应力值比传统公式计算的值要小.     

基于均布载荷的正交面齿轮齿根弯曲应力计算方法研究

通过设计正交试验表,利用有限元软件对正交面齿轮在均布载荷作用下的齿根弯曲应力进行分析,拟合了面齿轮齿根弯曲应力计算公式,并分析了有限元值和拟合公式计算值间的误差,验证了拟合公式的可信性.该计算方法可为面齿轮传动的齿根弯曲强度分析奠定一定的理论基础.     

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.     

分阶式双渐开线齿轮弯曲应力的有限元研究

基于轮齿等弯曲应力,应用有限元方法对阶梯参数的匹配关系进行优化,提出设计用的选择图表和经验公式;建立齿轮传动等强度优化模型;分析双渐开线齿轮的螺旋角系数和接触线系数,提出了新型齿轮弯曲应力的计算公式。     

机车牵引齿轮齿根强度有限元分析

本文基于有限元分析软件ANSYS建立了机车牵引齿轮主从动齿轮的有限元模型,通过两种加载方案对模型进行了分析计算,得到主从动齿轮的弯曲应力,为了验证模型的正确性,通过ISO标准对主从动齿轮的弯曲强度进行了理论计算,并对最终的有限元计算结果进行了静态分析。     

变速器倒挡齿轮疲劳寿命的有限元分析

为了提高某变速器倒挡齿轮的疲劳寿命,利用Hypermesh软件建立其有限元模型,通过有限元软件Nastran对齿根弯曲应力进行静力学强度的分析,得到了倒挡齿轮单齿弯曲应力,并通过理论计算验证了有限元结果的正确性;基于有限元应力分析结果,采用名义应力疲劳分析方法,通过Fatigue软件仿真得出倒挡齿轮疲劳寿命约为;提出氮化处理和喷丸强化方案,仿真结果表明,疲劳寿命有显著提高;同时,采用精密成形技术加工倒挡齿轮,生产实践表明,倒挡齿轮抗疲劳特性有明显提高。     

基于ANSYS的变速器齿轮静力学强度及模态分析

在理论计算变速器齿轮强度的基础上,运用ANSYS对一档和高速档齿轮进行静力学分析,通过对变速器齿轮静态弯曲应力的有限元计算,验证其是否满足变速器齿轮强度要求。并利用ANSYS进行模态分析,得到高速档齿轮和齿轮副的固有频率和振型,与变速器齿轮的啮合频率进行比较,避免汽车在高速行驶时发生故障。     

齿轮啮合过程弯曲强度有限元分析

以渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,建立了齿轮啮合非线性接触有限元模型,运用完全牛顿-拉普森方法进行啮合过程的仿真计算,并将结果与赫兹公式计算所得的接触应力值进行比较,验证了有限元模型的有效性;在此基础上进一步分析了不同啮合位置下齿轮的弯曲应力分布情况,得到了齿根弯曲应力在啮合过程中的变化规律,为提高齿轮强度和齿轮的优化设计提供了理论依据。     

有限元分析在齿轮优化中的应用

首先使用Pro/E建立齿轮的参数化模型;之后按传统公式设计出齿轮的参数,生成齿轮模型;然后将齿轮模型导入到ANSYS进行有限元分析,获得精确的齿根弯曲应力;最后对齿轮参数进行更改,重新获取应力并验证强度。通过实例证明,采用传统设计和有限元分析相结合的方法来对齿轮参数进行优化是一种行之有效的方法。     

基于变压力角滚刀的齿根弯曲应力修正算法

针对国家标准无法准确计算变压力角滚刀加工圆柱斜齿轮的齿根弯曲应力问题,提出一种考虑变压力角滚刀加工的齿轮弯曲应力计算修正算法。引入一假想滚刀与当量直齿轮啮合,基于共轭啮合条件建立齿根过渡曲线方程,并根据Euler-Savary公式给出齿根任意点曲率半径计算方法;结合GB/T 3480—1997计算基于变压力角滚刀加工齿轮的齿形系数与应力修正系数,得到齿根弯曲应力修正值。而后,借助Kisssoft/Romax解析解、有限元数值解,验证齿根弯曲应力修正算法的合理性。研究结果表明,齿根弯曲应力修正算法可准确计算基于变压力角滚刀加工齿轮的齿根弯曲应力;齿根弯曲应力修正算法可弥补采用GB/T 3480—1997无法计算变压力角滚刀加工圆柱斜齿轮的齿根弯曲应力的缺陷,实现齿轮强度设计和实际加工的无缝对接,解决计算模型和实物不一致的问题。     

非圆齿轮传动弯曲强度计算方法研究

根据非圆齿轮加工原理,建立了非圆齿轮的齿廓数学模型,并与当量圆柱齿轮的齿廓进行了对比分析.在此基础上,研究了采用当量圆柱齿轮弯曲应力计算方法对非圆齿轮弯曲应力进行计算的可行性,并对非圆齿轮副压力角、重合度等几何和啮合特性参数对强度计算的影响进行了研究,提出了一种合理的非圆齿轮弯曲应力计算方法,并用有限元计算结果验证了该...     

常见齿轮过渡曲线对应齿轮弯曲应力的比较分析

为了全面而深刻地了解齿轮过渡曲线,延长齿轮的工作寿命,从齿轮加工刀具入手对常见齿轮过渡曲线对应的齿轮弯曲应力进行了有限元分析,并将常规齿轮弯曲应力计算中的齿轮单对齿啮合区上界点引入到有限元载荷计算中,以提高有限元计算精度,最后将有限元计算的齿轮最大弯曲应力点与齿轮危险截面弦齿厚进行了对比,以验证结果的正确性。研究表明,应用齿轮过渡曲线设计方法所生成的齿轮,不但使齿形描述方便,而且使弯曲应力的分析更加准确。     

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。     

面齿轮弯曲应力有限元分析及神经网络预测

在直齿面齿轮齿面仿真的基础上,利用Matlab与ANSYS相结合实现了面齿轮副在有限元软件中从参数化建模到承载接触分析的自动化。为解决面齿轮强度设计的应力计算问题,研究了点接触面齿轮载荷与弯曲应力的确切关系,并提出了一种采用人工神经网络预测面齿轮弯曲应力的方法,该方法以有限元分析结果为样本,能够完成面齿轮弯曲应力的快速定量计算,在训练神经网络的样本参数范围内,该方法具有很高的精度,为面齿轮的强度设计奠定了基础。     

基于多目标优化的差速器齿轮修形

为降低差速器齿轮在传动过程中的振动和噪声,采用了行星齿轮齿廓修形和偏心螺旋线修形。通过KISSSoft分析了齿廓修形量、螺旋线修形量、螺旋线修形因子Ⅰ和螺旋线修形因子Ⅱ对传动误差峰值差、齿面最大接触应力、行星齿轮齿根弯曲应力和半轴齿轮齿根弯曲应力的影响,通过Minitab建立4个响应量的回归方程,得到以传动误差峰值差最小、齿面最大接触应力最小以及行星齿轮齿根弯曲应力不大于1 100 MPa为目标的修形方案,修形后传动误差峰值差降低了11.39%,齿面最大接触应力下降了3.89%,行星齿轮和半轴齿轮的齿根弯曲应力分别下降了4.40%和5.62%。最后,采用有限元仿真分析,验证了修形后的差速器齿轮的疲劳寿命满足要求,并通过台架试验进行了验证。     

偏心-高阶椭圆锥齿轮副的强度计算方法

结合微分几何及空间齿轮啮合原理,将偏心-高阶椭圆锥齿轮副的空间节曲线在曲率半径相等的条件下展开到平面上,推导出齿轮副当量节曲线的计算公式,获得啮合传动过程中的压力角.对轮齿进行受力分析,建立偏心-高阶椭圆锥齿轮副的强度计算方法,获得轮齿接触应力及弯曲应力随主动轮转角的变化规律,确定啮合过程中最薄弱轮齿的位置.分析偏心-高阶椭圆锥齿轮副主动轮偏心率、模数、主动轮齿数及从动轮阶数等结构参数对轮齿强度的影响.建立偏心-高阶椭圆锥齿轮副有限元分析模型,利用五轴数控机床加工出齿轮副实体并搭建传动试验平台,通过有限元分析与传动试验,验证该齿轮副强度计算方法的正确性.     

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。     

内压作用下半圆管夹套容器轴向弯曲应力分析

半圆管夹套容器应用广泛,各国规范内压强度公式合理性值得商榷。采用ANSYS软件较为系统地对半圆管夹套容器进行应力分析,得到轴向弯曲应力系数,并与ASME规范进行对比分析。结果表明,计算参数范围内,当筒体壁厚T 9. 5 mm时,ASME规范中得到的轴向弯曲应力系数远大于有限元分析值,ASME规范偏于保守,其内压计算安全裕度过大;当筒体壁厚T≥19. 1 mm且筒体内径D 2 500 mm时,轴向弯曲应力系数有限元计算值与ASME规范值基本一致。进一步对轴向弯曲应力系数有限元计算值进行回归拟合,并对回归方程进行了验证。结果可为非标准半圆管夹套结构内压研究及工程应用提供参考。     

浅析双圆弧齿轮的弯曲强度

利用Pro／Engineer构建了双圆弧齿轮模型,运用Pro／E软件中的Pro／Mechanica模块对双圆弧齿轮的弯曲应力进行了有限元分析,对双圆弧齿轮各段弯曲应力的分布情况进行分析,提出了提高双圆弧齿轮弯曲强度的措施。