直齿圆柱齿轮接触的边界元分析

本文应用边界元方法，对直齿轮轮齿接触区附近齿表面和齿体内的真实接触应力进行了深入地研究，并通过计算定量的分析了各齿轮参数对接触应力和接触性能的影响，且提出了与弹性力学解析解完全不同的新观点，为高精度的齿轮设计、寿命预测以及齿轮加工制造提供了可靠依据，为齿轮接触问题以及其它曲面接触问题的深入研究奠定了基础．     

园弧齿轮接触应力的研究

本文以赫芝接触理论为基础,提出了求跑合后园弧齿轮接触应力的一种近似方法。园弧齿轮接触区上载荷分布规律,是个多因素较为复杂的问题,在对实际齿面接触区形状分析研究的基础上,国内外不少研究人员认为,把载荷分布按弹性力学中两个弹性体的接触理论处理为盖在椭园接触区域上的半椭球形分布较接近实际,但是,由于园弧齿轮在工作之前先经过跑合,结果直接用理论当量法曲率计算接触区尺寸所得椭园接触区半轴长可能不等于园弧齿轮的接触弧长,由于目前还没有求跑合后齿面形状及当量曲率的十分成熟的方法,特别是对跑合的机理还不十分清楚,从而给实际接触应力分析带来困难,本文经过慎密分析和深入研究,假定在跑合过程中,沿齿宽方向的当量主曲率 knτ不发生变化,(因为沿齿宽方向曲率半径较大,不致于因跑合而发生明显变化),沿齿高方向的当量主曲率 kn 发生变化,使接触区逐步扩大,最后沿整个接触弧长贴合,这是和跑合过程,跑合要求相一致的,因此,园弧齿轮的接触问题可以归结为一个这样的特殊的接触问题:已知沿一个方向的接触区椭园半轴长和另一个方向的当量主曲率,求另一个方向的接触区椭园半轴长。     

双圆弧齿轮的接触区及接触应力的研究

将双圆弧齿轮的接触作为非Ｈｅｒｔｚ问题，用数值计算的方法，通过计算分析得出未经跑合的、充分跑合的双圆弧齿轮的瞬时接触区的形状和接触应力的分布情况，同时还得出，瞬时接触区随齿轮参数和载荷的不同而变化。     

点接触型CATT齿轮的齿面接触区与接触应力分析

ＣＡＴＴ齿轮的齿面接触强度在很大程度上取决于其齿面接触区和接触应力。本文主要对该齿轮的齿面接触区和接触应力及其主要几何因素的影响进行了分析。     

高速滚珠丝杠副非赫兹接触应力计算

目的：在滚珠丝杠副运动过程中,滚珠与滚道之间的摩擦和磨损导致滚珠丝杠副精度衰退,降低其精度保持性。针对高速滚珠丝杠副螺旋线滚道接触区域的非对称性,采用传统的赫兹接触理论对丝杠和螺母滚道接触几何形状和关系的计算存在较大误差的问题,本文提出了一种基于最小余能原理对高速滚珠丝杠副滚珠与滚道之间的法向接触应力进行分析计算的方法。 方法：首先基于Frenet-Serret坐标转换公式建立滚珠丝杠副坐标系,对滚珠与滚道接触点处的接触情况进行几何描述,并通过二维插值算法重新进行网格划分以便于后续的接触力学分析;对滚珠与滚道之间的接触区域和控制方程进行离散化分析,提高数值计算的精确性;为了解决接触问题计算求解过程复杂、收敛速度缓慢的问题,本文通过运用变分原理将接触问题转化极值问题,采用共扼梯度法进行循环迭代来实现快速收敛求解,提高接触问题数值解法的计算效率,求解出滚珠与滚道之间的接触应力分布;由于接触表面变形的计算相当于求影响系数矩阵与法向压应力之间的卷积,因此二维卷积运算和对应的二维快速傅里叶变换被用于求解接触问题的数值解。在数值求解中,主要的计算量集中在弹性变形的计算上,使用二维快速傅里叶变换（FFT）技术方便快速地计算接触区域弹性变形。 结果：将最小余能原理与赫兹接触理论分别用于求解光滑的球与平面之间的弹性接触应力分布,将两种计算方法得出的结果进行对比,计算数值重合度很好,验证了基于最小余能原理求解接触应力分布的正确性;基于最小余能原理分析螺旋升角对滚珠与滚道接触点处的接触面积和弹性变形的影响,并将该方法所得结果与赫兹接触理论计算结果进行对比分析,发现赫兹接触解与最小余能非赫兹接触精确解相比,随着滚珠丝杠副滚道螺旋升角的增大,丝杠与滚珠接触点A处的误差始终大于螺母与滚珠接触点B处的误差,丝杠滚道与滚珠接触点A处非赫兹解接触应力峰值逐渐变小,螺母滚道与滚珠接触点B处非赫兹解接触应力峰值逐渐增大,且接触点A处应力峰值始终大于接触点B处峰值。 结论: 随着数控机床高速高精化发展,具有大螺旋升角的高速滚珠丝杠副应用越来越广泛。由于高速滚珠丝杠副接触区域非对称性大,因此避免采用赫兹接触理论计算所带来的误差也显得越发重要。最小余能原理与赫兹接触理论两种方法计算所得滚珠与滚道接触区域的面积和长短轴有所不同。最小余能原理非赫兹接触计算方法可以准确计算滚珠和滚道接触区域应力分布,并且可以全面和准确的计算滚道磨损带的宽度和深度。因此,采用最小余能非赫兹接触解可以有效提高滚珠丝杠副接触应力分布计算精度,保证滚珠丝杠副的精度保持性。     

基于ANSYS的斜齿轮副接触分析与可靠性分析

针对某大型传动装置中的一对斜齿轮,在Solidworks中建立了其装配模型,然后将其导入有限元分析软件ANSYS中进行接触应力分析,且将接触应力计算结果与传统接触应力计算结果进行比较;最后在ANSYS中针对该斜齿轮副的接触强度可靠性进行分析,结果表明:该斜齿轮副实际接触应力小于其许用接触应力,接触强度满足使用要求,但是其可靠度仅为83.639 8%,说明按传统的机械设计方法只进行安全系数的计算是不够的,还需要进行可靠性设计计算;此外,由各随机因素对极限状态函数的灵敏度可知,适当增大从动齿轮分度圆直径可有效提高斜齿轮副可靠度.     

面齿轮啮合过程中齿面温度仿真

齿面温度及其变化是计算轮齿变形和判断齿轮是否胶合的主要依据。根据面齿轮传动以及传热学的基本原理,通过对面齿轮啮合接触区进行分析,运用表面温度法,介绍了面齿轮点接触区润滑数学模型、油膜厚度方程和油膜能量方程,建立了面齿轮传动的齿面瞬时接触温度的计算方程。研究了啮合齿面间的接触应力、齿面相对滑动速度以及齿面间的摩擦系数等相关参数的计算。对面齿轮传动的啮合过程中不同啮合位置时,齿面温升进行有限元分析,研究面齿轮齿面温度的分布规律,为面齿轮的设计提供有效的理论依据。     

渐开线圆柱齿轮的接触斑点与承载能力

本文提出的有误差渐开线圆柱齿轮动力传动特性模拟计算程序,可以计算齿面接触斑点,齿根弯曲应力与齿面接触应力的分布情况、齿面瞬时温度的比值及齿轮振动特性等。计算结果与实测结果相比较,在验证计算方法的可靠性的基础上,经过理论分析,归纳为齿轮接触斑点与齿轮传动特性关系的两个定理。对齿轮接触斑点的检测及轮齿修形方面,是从未有过的理论探讨。     

直齿轮副接触分析及啮合刚度计算

采用有限元法建立直齿轮副接触模型进行仿真分析,计算齿轮副接触应力,并通过赫兹接触理论公式验证了有限元法分析结果的正确性。通过对直齿轮传动进行分析,基于石川公式,采用Matlab软件编程计算直齿轮副时变啮合刚度。     

汽车后桥主传动锥齿轮滚切修正切齿调整计算方法

运用齿轮啮合原理,以矢量和矩阵为工具,研究了采用滚切修正法加工汽车后桥主传动螺旋锥齿轮的切齿参数调整计算方法,用VC++编制了切齿调整计算程序进行仿真分析,并进行了实例计算.结果表明,采用该计算方法得到的切齿调整参数可以使螺旋锥齿轮副获得良好的接触区形态.     

地下厂房岩锚梁接触面非线性有限元模拟方法

针对地下厂房岩锚梁与围岩接触问题,分别构建了模拟岩锚梁与围岩接触面非线性特征的有限元数学模型和力学模型。在Desai薄层单元基础上,推导了岩锚梁接触面单元有限元形式;结合非线性弹性理论和弹塑性理论,提出了岩锚梁接触面三维非线性力学模型,该力学模型能够模拟岩锚梁接触面弹性阶段的非线性现象和塑性阶段的损伤软化现象。针对岩锚梁接触面闭合、张开、剪切滑动等变形特征,提出了考虑接触面粘结、开裂、滑移现象的分段式抗滑安全系数。详细地论述了本文提出模型的有限元迭代方法,并据此编写了有限元程序。将本文模型应用于某地下厂房岩锚梁有限元分析计算中,应用效果良好。     

关于渐开线齿轮齿面接触应力精确计算的探讨

本文在Hertz接触理论的基础上,建立了一种适用于任意几何形状的物体相接触的接触理论。应用新的接触理论,笔者给出了渐开线直齿轮齿面接触应力的精确表达式。此外,笔者用曲线逼近法得出一个新的计算渐开线直齿轮齿面接触应力的公式。     

规划-迭代型多极边界元法的并行IGMRES（m）算法

提出了基于多极展开法的规划-迭代型非线性方程组的IGMRES（m）并行算法,本法适用于三维弹塑性摩擦接触多极边界元法,有效处理弹塑性摩擦接触迭代过程中的繁杂和费时问题,数值实验表明,本求解法在确保数值精度的前提下,提高求解速度和增大求解问题的规模是有意义的.     

67型圆弧齿轮的齿根弯曲疲劳和齿面接触疲劳极限应力

本文在对45号钢调质的67型单圆弧齿轮的齿根弯曲和齿面接触疲劳试验的分析讨论基础上,导得调质钢随硬度变化的应力极限框图,可供67型单圆弧齿轮强度计算使用。     

Improvement of contact calculation in spherical discontinuous deformation analysis

Discontinuous deformation analysis solve(DDA)method is a newly developed the discrete element method which employs deal the implicit time-integration scheme to the governing equations low.and open-close spherical iteration(OCI)based method to with contact problem,its computational which efficiency very is relatively However,element has discontinuous deformation In analysis(SDDA),SDDA,uses simple contact type like point-to-point calculation contact,higher removing calculation speed.scheme the framework of the this paper presents a very simple(MDI).contact approach by the OCI that and by adopting maximal and displacement increment Through some verification obtained.examples,it is proved the proposed method is correct effective,and a higher computational efficiency is     

大型齿轮齿形误差在位测量新方法探讨

大模数、大直径齿轮的齿形误差临床检测是目前国内外有待解决的问题。本文提出了用测量头的直线运动轨迹作基准来测量大型齿轮渐开线齿形误差的新方法。从理论上对新方法的测量原理加以论证，建立了在统一坐标系中完整的理论渐开线数学模型和测量头坐标计算模型，以及经原理误差补偿和转换后的齿形误差计算模型，巧妙地解决了定位精度问题     

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 圆弧齿轮 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。     

大塑料齿轮传动能力和成型品质的研究

建立了大齿轮的三维模型,依据预测的塑料齿轮的传递数据,利用路易斯公式和有限元软件ANSYS证明了POM和PA66塑料齿轮的弯曲应力和屈服强度都能满足动力传递的要求,并通过比较在不同模具结构下成型塑料齿轮的品质,得出了四浇口模具方案比较适合两种材料大齿轮的成型.     

大塑料齿轮传动能力和成型品质的研究

建立了大齿轮的三维模型,依据预测的塑料齿轮的传递数据,利用路易斯公式和有限元软件ANSYS证明了POM和PA66塑料齿轮的弯曲应力和屈服强度都能满足动力传递的要求,并通过比较在不同模具结构下成型塑料齿轮的品质,得出了四浇口模具方案比较适合两种材料大齿轮的成型.