采用Solidworks的对数螺旋锥齿轮结构设计与力学分析

对数螺旋锥齿轮是机械传动机构中的重要零部件,运用SolidWorks软件结合C语言编程,建立了参数化齿轮数值表,并基于尺寸驱动参数化方法,创建了一对对数螺旋锥齿轮的三维模型。通过对齿轮进行啮合装配和运动分析,验证了所设置的齿轮参数的结构合理性。此外,利用Solidworks模块Simulation进行网格划分,进行了实体网格的非线性有限元分析。研究重点在于探究不同转矩载荷下螺旋锥齿轮啮合部位的最大接触应力、接触强度和接触应变等方面。这些研究结果能够确保设计的螺旋锥齿轮具备足够的强度和可靠性。经校核,对数螺旋锥齿轮的接触强度在最佳转矩范围内低于60.5 N·m,其啮合最大应力值小于材料的屈服极限,结果为对数螺旋锥齿轮的结构设计和传动强度提供了可靠的参考和方法,这对于相关领域的工程实践和齿轮设计具有重要的指导意义。

对数螺旋锥齿轮加工中刀盘与工件间位置及运动关系

目的针对提出的一种新型锥齿轮-对数螺旋锥齿轮,研究其加工工艺过程中刀具与加工齿轮间的位置与运动关系,以便最终实现这种新型锥齿轮的加工.方法应用对数螺旋锥齿轮的啮合理论,通过建立多轴数控机床的数学模型的方法进行分析研究.结果建立了在加工对数螺旋锥齿轮大轮时刀盘与工件之间的几何关系与数学关系,在此基础上,通过分析加工时刀盘与工件间运动关系验证了对数螺旋锥齿轮齿面啮合矢量方程的正确性.结论证明了对数螺旋锥齿轮啮合原理的正确性,为进一步研究对数螺旋锥齿轮的加工工艺提供了理论基础,进而可以实现这种新型锥齿轮的方便快捷的加工.

对数螺旋锥齿轮参数化建模方法研究

对数螺旋锥齿轮处处螺旋角相等,且加工简单。为了提高对数螺旋锥齿轮建模的正确性和效率,文章提出了一种基于CATIA的对数螺旋齿轮参数化建模方法。推导了球面渐开线方程和圆锥螺旋线方程。以CATIA为二次开发平台,运用VB宏命令编制软件自动完成球面渐开线以及圆锥螺旋线的绘制并形成齿宽中点处的齿槽齿廓,通过缩放,旋转,多截面曲面,拼接,封闭曲面以及填充等命令形成完整齿槽体,进而由布尔去除运算并阵列生成精确齿轮参数化模型。为后续锥齿轮的有限元仿真、动力学仿真以及修形设计奠定了技术基础。

基于ANSYS的对数螺旋锥齿轮装配体的模态分析

一种新型的螺旋锥齿轮—对数螺旋锥齿轮,成功地将对数螺旋线应用为螺旋锥齿轮的齿向线,可以实现等螺旋角啮合。这种新型螺旋锥齿轮传动能够有效地解决由于螺旋角不等所带来的传动不平稳、传递效率低、磨擦磨损严重等问题。运用ANSYS软件对对数螺旋锥齿轮的装配体进行有预应力的模态分析,这种新方法要比传统的对单个齿轮进行模态分析的方法更加符合对数螺旋锥齿轮高速、重载的实际工况。通过求解该齿轮系统在两种临界状态下低阶的固有频率和主振型,进而可以确定该齿轮系统的振动频率范围,为该齿轮结构的设计避免共振提供有力的依据,同时也为该齿轮的其他动力学分析、优化设计奠定了基础。

对数螺旋锥齿轮精确建模方法研究

对数螺旋锥齿轮作为一种新型的和具有重大价值的锥齿轮,它的三维模型是否精确对后续的研究工作至关重要。以Pro/E三维软件为基础,根据对数螺旋锥齿轮的形成原理,建立球面渐开线,并作为对数螺旋锥齿轮的齿廓线,且对数螺旋锥齿轮的齿向线采用对数螺旋线,并对过渡圆角曲线部分作了优化推导和处理,通过沿多条引导线扫掠的方式建立对数螺旋锥齿轮的精确主从动轮三维模型。此外以Pro/E为二次开发平台,运用C语言编程建立了只需要输入相应参数,就能自动完成锥齿轮创建的程序。

对数螺旋锥齿轮接触分析

介绍了一种新型的螺旋锥齿轮—对数螺旋锥齿轮,该齿轮成功地将对数螺旋线应用为螺旋锥齿轮的齿向线,可以实现等螺旋角啮合。齿轮受载后的齿面接触区是衡量齿轮接触性能和传动质量的一个重要指标,将直接影响到齿面磨损及其使用寿命。采用有限元软件ABAQUS对对数螺旋锥齿轮进行动态接触分析,分析对数螺旋锥齿轮承受轻载和重载后的齿面接触区的形态及其变化规律,并与对滚实验的结果进行对比。得出对数螺旋锥齿轮的接触区承载后呈不规则椭圆形位于齿面中间偏小端,且随着载荷增大接触区在长度和宽度方向都有所增大。

自动化视觉检测在对数螺旋锥齿轮中的应用

对数螺旋锥齿轮是一种新型的螺旋锥齿轮。其最大的特点是齿向线为对数螺旋线,能够提高传动的平稳性。在检测环节采用齿形视觉检测可以有效的避免人工操作带来的主观偏差。这种非接触式的检测运行稳定,可以适应各种环境,检测精度也很高。摄像头采集的图像传给计算机,能够测定物体在三维空间的形状、大小等信息。将三维视觉检测用于对数螺旋锥齿轮,处理和反馈数据,提高对数螺旋锥齿轮的质量。对今后对数螺旋锥齿轮的批量生产具有现实意义,也为云端视觉检测技术的发展和推广提供了保障。

对数螺旋锥齿轮疲劳寿命分析

在已有的对数螺旋锥齿轮模型的基础上,利用有限元法分析齿轮的静、动接触应力,结合材料的疲劳曲线,预测对数螺旋锥齿轮的疲劳寿命,保证齿轮能够安全、可靠的工作。

对数螺旋锥齿轮的研究现状和发展趋势

概述了近年来对数螺旋锥齿轮设计与啮合理论、三维建模与加工制造、轮齿检测分析等方面取得的进展,对对数螺旋锥齿轮研究现状进行综述,并分析了其中的不足以及后续发展方向。

球面渐开线对数螺旋锥齿轮计算与实体建模

以球面渐开线形成原理为基础,对其进行再次坐标变换,实现在锥面上任意点都可作出球面渐开线。并通过直角坐标系与极坐标系之间的转化,形成直齿、斜齿以及具有特殊形状的对数螺旋线锥齿轮。依据MATLAB的强大矩阵变换运算功能和Pro/E对曲线曲面较为突出的绘图显示功能,将球面渐开线对数螺旋锥齿轮精确理论齿面通过MTALAB语言进行编程计算,求出其齿面坐标点,并将其导入Pro/E中形成完整齿面。形成球面渐开线对数螺旋线圆锥齿轮三维实体建模的新方法。此种方法建立的离散点齿面有很好的共轭特性,形状更为精确,更易于齿面分析计算。

对数螺旋锥齿轮有限元接触分析前处理

对数螺旋锥齿轮动态接触分析的必要前提就是建立精确的有限元分析模型。在Hyper Mesh有限元前处理环境下,对对数螺旋锥齿轮的网格选择和划分方法进行研究,并在普遍采用的单齿网格划分方法的基础上提出一种新的单齿网格划分方法,提高了六面体网格的质量。对对数螺旋锥齿轮动态接触分析中的关键问题进行分析和研究,从而建立该齿轮精确的动态啮合有限元分析模型,为客观、真实地模拟对数螺旋锥齿轮动态啮合性能提供了必要的前提条件。

对数螺旋锥齿轮滚齿加工方法研究

鉴于对数螺旋锥齿轮无法采用现有螺旋锥齿轮铣齿机床加工,考虑采用数控滚齿机床加工。从机床运动轨迹出发,使其沿圆锥对数螺旋线运动,从而得到完成加工所需的机床各运动之间关系。运用双自由度啮合理论,得到在滚齿加工时齿面方程。通过MATLAB计算及Pro/E建模与以往模型对比验证。为以后试验加工提供理论依据。

对数螺旋锥齿轮接触强度分析

对数螺旋锥齿轮接触问题属于高度非线性的复杂接触问题,在传动过程中为保证齿轮能够安全、可靠地工作,要对该齿轮进行接触强度分析,使得齿轮的最大接触应力不得超过理论允许的限度。在已有的对数螺旋锥齿轮模型的基础上进行动、静态对比接触分析,找出主、从动轮齿面接触应力的最大值并与理论值相比较,结果表明,齿面最大应力值均在应力允许范围内,满足强度要求。

对数螺旋锥齿轮裂纹扩展分析

分析了对数螺旋锥齿轮的裂纹扩展情况。首先,利用HyperMesh软件对齿轮进行网格划分,进而将划分网格的模型导入有限元软件,以确定危险位置,即所受应力最大位置;然后,利用扩展有限元法,模拟裂纹扩展过程,得到裂纹扩展中的应力强度因子;最后,通过调整相关参数,研究裂纹形状、裂纹大小以及齿顶载荷对应力强度因子的影响规律。结果表明:对数螺旋锥齿轮裂纹扩展中沿着齿面方向的扩展速度总是大于沿着裂纹深度方向的扩展速度。

等高齿对数螺旋锥齿轮加工仿真

由于等高齿螺旋锥齿轮传动平稳性高、运转噪音低等方面具有显著优点。近些年,等高齿螺旋锥齿轮在我国应用越来越广泛,尤其在重型卡车中应用尤为广泛。对数螺旋线作为齿向线的螺旋锥齿轮我们称之为对数螺旋锥齿轮,对数螺旋锥齿轮按照齿高分有渐缩齿与等高齿两类,它具有沿齿向线方向螺旋角处处相等这一显著优点.因此,在未来齿轮行业它具有很广阔的发展前景。主要研究基于Siemens UG8.5的CAM功能,通过创建刀具、几何体以及程序,计算等高齿对数螺旋锥齿轮的刀具轨迹仿真,为实现齿轮的数控加工奠定基础。

对数螺旋锥齿轮数控自动编程与加工研究

介绍一种基于Pro/E NC模块的对数螺旋锥齿轮数控加工自动编程方法。利用在Pro/E中创建的精确三维模型,在Pro/E NC的CAM模块中,通过设置制造参数、加工数据及程序,生成刀具路径,进行仿真加工。然后,利用Pro/E NC后置处理功能,生成数控加工程序,使用德吉玛五轴数控加工中心加工出成品。为实现复杂齿轮或曲面由设计到加工提供了参考。

MATLAB环境下的对数螺旋锥齿轮啮合接触分析

根据齿轮啮合原理,通过一种求解齿面瞬时接触区域的数值算法,推导出对数螺旋锥齿轮的齿面接触区域方程,再结合对数螺旋锥齿轮的三维模型,利用MATLAB软件对其进行仿真分析,得到了对数螺旋锥齿轮啮合接触区的变化规律,实现了接触区域的可视化仿真。最后,以一对对数螺旋锥齿轮样轮的齿面接触试验为例,将试验结果与仿真分析结果进行对比,验证了接触区域仿真结果的正确性,为后续对数螺旋锥齿轮齿面进行TCA分析奠定了理论基础。

对数螺旋锥齿轮齿面滑动系数研究

根据齿轮齿面相对滑动理论,将点接触齿面滑动系数的计算方法及公式引入到对数螺旋锥齿轮这一新型齿轮当中,并结合对数螺旋锥齿轮自身特点与微分几何原理,验证其是否满足计算条件。在满足计算条件的前提下,计算出主曲率、主方向等主要参数,进而得出对数螺旋锥齿轮的滑动系数,作为衡量齿面上各处磨损程度的标准。

基于布尔求差的对数螺旋锥齿轮精确建模

为了获得新型螺旋锥齿轮——对数螺旋锥齿轮的小齿轮的精确三维模型,提出一种新的建模方法,即基于对数螺旋锥齿轮的形成机理,建立精确的等螺旋角圆锥对数螺旋线,并作为对数螺旋锥齿轮的齿向线.对数螺旋锥齿轮大小两端的齿廓线采用精确渐开线及圆弧过渡,通过沿引导线精确扫掠的方式建立第一个齿槽.对齿槽进行阵列,用面锥与齿槽进行布尔求差的方式实现对数螺旋锥齿轮三维模型的精确建模,建模理论误差为零,实际距离误差≤0.1μm.以齿数为9,模数为4.5mm,压力角为20°,螺旋角为35°的对数螺旋锥齿轮小齿轮为例进行建模,在德玛吉DMU 40五轴联动铣床进行数控加工,证明方法的有效性和实用性.

等高齿对数螺旋锥齿轮小端齿顶宽修正研究

等高齿对数螺旋锥齿轮其齿向线采用对数螺旋线,与格里森制渐缩齿及奥利康制等高齿相比,在齿长方向其螺旋角处处相等。因此其重合度得以提高,从而可以提高其传动平稳性,降低运转噪音。在实际应用中,当采用等高齿—齿高沿分锥相等时,会出现小端齿顶过窄问题。对该问题进行了详细分析,并且根据推导的公式,给出了相应的修正实例。从实例的计算结果得出,在变位系数增大的情况下,齿轮的小端齿顶宽确实得到了增大,可见这里的公式推导的正确性。