齿轮滚刀优化及其仿真

针对齿根弯曲应力过大易造成齿根折断现象的发生,利用ANSYS对仿真得到的齿轮进行有限元分析,得出了滚刀顶刃圆角半径、齿根过渡曲线的曲率和齿根最大弯曲应力之间的关系.在此基础上,对滚刀的顶刃圆角进行优化,得到了最佳圆角半径.优化验证表明,该优化方法效果良好,可有助于减小齿轮齿根最大弯曲应力,延长齿轮的使用寿命.     

内齿轮齿形系数

轮齿弯曲强度是根据齿根危险断面上的最大弯曲应力计算的。本文首先用有限元法确定内齿轮的弯曲应力危险断面的位置,然后讨论了插齿刀变位系数对齿根圆角半径、应力集中系数、齿形系数和综合齿形系数的影响,并作出了内齿轮的齿形系数图。     

直齿圆柱齿轮在啮合过程中齿根应力的分析

齿根应力分析是齿轮动力传动中的一个重要问题。本文讨论了啮合过程中轮齿的刚度、齿面载荷和齿根静态应力的计算方法;实测了齿根静态应力和动态应力;并证实了轮齿的修形能改善齿根的动态应力特性。     

直齿轮啮合疲劳强度的有限元仿真与失效分析

齿轮啮合疲劳强度的理论计算和虚拟仿真均与实际啮合情况存在偏差,两者的精度值得讨论.首先在UG环境下建立标准渐开线直齿轮模型,再运用UG有限元工具对轮齿进行了齿根弯曲疲劳强度与齿面接触疲劳强度的力学仿真,最后对虚拟仿真与理论算法的结果进行了比较分析.结果表明:齿根弯曲应力和齿面接触应力分布图符合理论推断,但理论计算忽略了轮齿受到的径向压应力,有限元仿真的边界载荷条件更为真实,但结果应当引入载荷因数K.本文在同一软件环境中实现了齿轮的CAD与CAE,为齿轮的建模、仿真提供了设计参考与误差分析的思路,有助于提高齿轮设计的效率和质量.     

基于ANSYS的减速机齿轮有限元分析

采用有限元法研究齿轮轮齿在受到不同载荷的情况下,其齿根弯曲应力和应变的变化情况。结果表明,在静载荷的作用下,齿轮齿根处的最大弯曲应力和最大应变都在许可的范围之内;而当齿轮受到冲击,在动载荷作用下,齿根处的应力大于齿轮材料的屈服极限。结合对断齿形貌的分析,可推断出轮齿的断裂是在出现疲劳裂纹后受冲击载荷作用而产生的过载断裂。     

基于黏弹性的超高分子量聚乙烯齿轮计算分析

为给超高分子量聚乙烯（UHMWPE）齿轮的承载能力计算及校核提供理论依据和参考,本文以UHMWPE的非线性黏弹性为基础,采用了黏弹性力学模型和超弹性力学模型（Arruda-Boyce模型）相结合的方法,建立了UHMWPE齿轮的力学模型和几何模型,应用ABAQUS非线性有限元分析软件,对与钢齿轮啮合运转时的UHMWPE齿轮进行了动态模拟,并对它的应力和应变大小、分布及承载能力进行了计算和分析研究.结果表明,齿根部位的Von Mises应力和弯曲应力最大,轮齿节点处的接触压应力最大.建立在非线性黏弹性基础上的UHMWPE齿轮动态模拟和计算分析结果更符合实际.     

共轭曲面原理在齿轮设计中的应用研究

针对齿轮设计中齿根弯曲应力计算精确度的问题,基于共轭曲面原理确定齿轮齿根危险截面的位置,采用不动点迭代法计算齿形系数和应力修正系数,并通过实例进行验证。结果表明:运用共轭曲面原理,采用不动点迭代法可精确计算轮齿形系数和应力修正系数。     

利用CAXA与ANSYS实现圆柱齿轮强度校核

利用CAXA的参数化齿轮造型功能生成齿轮副轮齿后转入ANSYS,利用其接触面分析功能,获得相应载荷条件下的齿根弯曲及齿面接触应力信息,对照齿轮许用应力可进行齿轮的强度校核,方便直观且快捷。     

渐开线齿轮廓线生成动态仿真及其应用

渐开线齿轮廓线难以精确绘制,尤其是存在齿根过渡曲线变化较大的问题。为此,提出一种基于VBA和AutoCAD ActiveX技术的动态模拟齿轮加工方法,通过动态绘制齿轮坯与齿条刀具问的相对位置,形象演示齿轮渐开线和齿根过渡线的形成过程。用动态模拟的方法得到的齿轮廓线精确度高,可直接用于齿轮三维的精确造型。     

四齿差谐波齿轮传动柔轮的强度特征

通过分析柔轮的轮齿影响系数和齿根应力集中系数,得出四齿差谐波轮传动的кσ值也有减小,这导致四齿差谐波齿轮中柔轮应力水平的降低。通过有限元分析发现,由于刚度不连续现象的减弱,四齿差谐波齿轮传动中柔轮的变形形状更接近于理论值,这改善了传动的啮合质量,降低了动载荷;柔轮所需的谱形力降低到７５％,因此波发生器与柔性轴承及柔轮环节的磨损减弱,提高了传动效率;柔轮齿根最大应力值之比的有限元分析结果与考虑轮齿影     

斜齿行星传动参数化有限元建模方法

针对斜齿行星传动中啮合副多、啮合关系复杂的特点,提出1种基于ANSYSAPDL的斜齿行星传动参数化有限元建模方法。根据斜齿轮齿面生成原理,推导出渐开线斜齿轮工作齿廓和过渡曲线的方程。在此基础上,采用"分层切片"方法对斜齿轮齿形进行离散处理,生成能精确表征斜齿轮三维齿形的节点。针对生成的单个轮齿的节点组集提出节点坐标控制策略,采用八节点六面体单元对轮齿进行精细化网格划分。以单个轮齿的有限元模型为基础,采用阵列方法生成完整齿轮的有限元模型,进一步结合齿轮啮合几何关系,构建斜齿行星轮系的三维有限元模型。该方法在舰船后传动系统行星传动装置啮合特性分析中的应用表明,所建斜齿行星传动参数化有限元模型具有通用性强、移植性好、单元划分规整、网格易于调整等优点,可作为后续接触分析、模态分析和动力学分析的基础模型。     

谐波式齿轮泵齿轮啮合齿廓型式的选择

从谐波齿轮传动性能的角度,通过对目前使用比较多的3种齿廓型式进行比较,选择了圆弧齿廓作为谐波式齿轮泵齿轮啮合的齿廓型式。圆弧齿廓采用了柔轮齿廓为公切线型双圆弧齿廓和刚轮齿廓为外凸齿廓的型式,并且从图形和参数方程两方面来表示柔轮和刚轮的齿廓,为进一步研究谐波式齿轮泵提供了必要的理论参考。     

短齿齿根应力分析与有限元计算

在渐开线少齿差行星传动中通常使用短齿,其齿根高与正常齿相同,而齿顶高小于正常齿。应用有限元方法对这种短齿齿根应力进行了大量计算,分析了各参数对齿根应力的影响,并与正常齿进行了比较,建立了短齿弯曲强度折算系数,从而为短齿弯曲强度计算提供了依据。     

内剃齿刀齿向曲线的共轭解法

用简化的空间螺旋齿轮作无侧隙啮合传动的原理，建立了求解内剃齿刀齿向曲线的数学模型，并给出了修磨这种齿向曲线的盘形砂轮的廓形计算方法。同时，还列举了用标准的外剃齿刀经过齿向修形来制造内剃齿刀的例子。     

渐开线圆柱斜齿轮齿面的公差建模

为了研究和仿真公差对齿轮运动学性能的影响,建立了齿面公差的参数化数学模型.基于新一代产品几何规范（GPS）标准体系,将表面几何偏差分为本质特征偏差和方位特征偏差.引入替代表面的概念,基于理论表面矢量参数化表示,用矢函数来描述替代表面和理论表面之间的本质特征偏差.基于三维空间刚体运动学,采用齐次坐标变换矩阵来描述替代表面在欧氏空间中相对于参考要素的方位特征（方向和位置）偏差.以圆柱斜齿轮齿面为例,采用提出的公差域建模方法,构建了该齿面的本质特征偏差和方位特征偏差的参数化模型,进而建立了圆柱斜齿轮齿面的公差数学模型     

基于加工方法和啮合理论的螺旋锥齿轮精确实体造型

提出了基于加工方法和啮合理论的螺旋锥齿轮精确齿面的实体造型方法。通过分析锥齿轮的加工方法和齿轮啮合理论,建立了螺旋锥齿轮齿面数学模型。根据齿面均匀离散点的输出数据,对齿面进行重构,实现了螺旋锥齿轮的精确实体造型,采用了齿面偏差法对生成实体模型精度进行了评估。研究结果对于螺旋锥齿轮数字化设计和制造具有重要意义。     

基于AutoCAD渐开线直齿圆柱齿轮的自动三维建模

渐开线圆柱齿轮三维建模的重点和难点在于轮齿端面轮廓的绘制。利用渐开线的参数方程式并通过AutoLISP编程绘制出端面齿廓一侧的渐开线;在对轮齿端面齿廓进行几何分析与计算的基础上,确定并绘制出其对称线及齿顶圆弧,并利用该对称线通过镜像获得轮齿端面齿廓另一侧的渐开线。然后利用AutoCAD的"复制"、"画圆"、"裁剪"、"多段线编辑"、"阵列"、"拉伸"等命令实现圆柱齿轮的三维建模。     

剃齿加工齿形误差的研究

剃齿是齿轮高效的精加工方法,但剃齿加工中存在的齿形误差一直是研究的热点问题.通过分析剃齿加工过程的动力学特性,阐述了剃齿加工齿形误差产生和传递的成因,提出了剃齿加工的齿形精度是受剃齿啮合时的接触点数、剃前齿形误差传递、剃前齿形误差复映等多种因素所影响的,探讨分析了消除和减少齿形误差的工艺方法,对进一步分析剃齿齿形误差、剃齿刀修形和研究分析剃齿工艺、提高齿轮加工质量具有一定的指导作用.     

滚柱活齿传动的啮合建模与仿真

作者应用齿轮啮合原理,对滚柱活齿传动啮合副的啮合运动进行了研究,建立了该类活齿传动各啮合副的啮合方程,采用可视化编程开发了滚柱活齿传动的动态演示系统。     

交错轴变传动比齿轮副变传动比齿轮数字设计方法研究

汽车转向器的传动比是影响车辆转向轻便性和灵敏性的重要因素之一,车辆在转向时为了获得轻便性和灵敏性的统一需要采用变传动比转向器。通过综合分析机械式变传动比转向器的重要部件交错轴变传动比齿轮副的啮合特点,基于包络原理提出了一种全新的变传动比齿轮数字设计方法,此方法将交错轴变传动比齿轮副中斜齿轮看作由垂直于其轴线的无限接近的平面集合与其截交后截平面的集合,每个截平面称为"齿轮元",交错轴变传动比齿轮副的啮合传动可看作齿轮元的集合与变传动比齿轮的啮合,变传动比齿轮齿廓上每个齿廓点的高度值,是过此点且垂直于齿条运动方向及斜齿轮轴线的直线随此点一起啮合传动时,与此点啮合过程中遍历齿轮元集交点高度值中的最小值。基于上述方法,建立了交错轴变传动比齿轮副变传动比齿轮齿廓点高度值计算的数学模型,开发了求解算法,得到了变传动比齿轮的齿廓点云,并将此方法成功应用到了某型变传动比转向器的研制中,通过样件试制及测试验证了该方法的正确性。