基于精确齿面建模的ZA蜗杆蜗轮有限元接触分析

为了研究不同情况下蜗杆蜗轮间的接触应力和蜗杆扭转角与驱动力矩之间的关系,根据齿面方程建立具有精确齿面的ZA蜗杆蜗轮实体模型,利用ANSYS对此模型在同一载荷不同啮合位置和同一啮合位置不同载荷条件下进行有限元接触分析,研究在一个轮齿啮合周期内,各啮合齿对的接触应力分布和载荷在不同齿对上的分配情况.分析结果表明:理论接触应力计算公式给出的结果远小于实际的最大接触应力,同时得到由接触齿对弹性变形引起的蜗杆扭转角与驱动力矩之间的幂函数关系,可以用于蜗轮转角的精确控制.

基于双三次B样条曲面的ZA蜗轮实体建模方法

蜗轮蜗杆传动在各类机械设备的传动系统中应用广泛.蜗轮的齿面是一种复杂的空间曲面,所以在采用有限元方法进行接触分析时,建立准确的蜗轮实体模型是获得正确结果的前题.提出一种基于双三次B样条插值曲面在SolidWorks中建立蜗轮实体模型的方法:先根据蜗轮齿面理论方程用VC++编程计算一组插值点阵,再反求双三次B样条插值曲面的控制顶点,最后通过ACIS中间文件将所得曲面转入SolidWorks中,完成后续实体建模工作.与已有方法不同,所提方法中插值曲面的精度可以根据需要自由控制,因此不存在系统误差.以一个ZA蜗轮为例给出了计算结果并与已有方法进行了对比.