面向制造的弧齿圆柱齿轮建模及强度分析

在分析弧齿圆柱齿轮加工原理和数学建模的基础上,提出一种面向制造的弧齿圆柱齿轮建模新方法,解决长期以来弧齿圆柱齿轮3维造型和实际加工不一致的问题,保证后续分析、加工等工序的正确性。基于UG的二次开发,采用齿坯滚动进给、刀具旋转切削的方法,实现面向制造的弧齿圆柱齿轮的3维造型和快速原型制造,在此基础上深入分析刀具半径对弧齿圆柱齿轮的接触应力分布的影响,得出不同曲率下齿轮强度的变化规律。有限元分析结果表明同等条件下弧齿圆柱齿轮的接触强度较直齿轮有显著提高,其最大齿根应力仅为直齿圆柱齿轮的27%,弧齿圆柱齿轮齿根应力与弧齿线半径有明显的关系。此方法为弧齿圆柱齿轮在高速重载等工况下的工业应用提供理论依据和工程应用价值。

新型齿轮传动副建模及接触分析

在分析曲线齿圆柱齿轮加工原理基础上,提出一种面向制造的曲线齿圆柱齿轮建模新方法,基于UG的二次开发,采用齿坯滚动进给、刀具旋转切削的方法,实现面向制造的曲线齿圆柱齿轮的三维造型,并根据Hertz公式建立了曲线齿圆柱齿轮的接触应力计算公式。有限元分析结果表明,同等条件下曲线齿圆柱齿轮的接触强度较直齿轮、斜齿轮有显著提高,其最大应力仅为直齿圆柱齿轮的73.8%,斜齿轮的76.57%,为曲线齿圆柱齿轮在高速重载等工况下的工业应用提供理论依据和工程应用价值。

面向制造的弧齿线圆柱齿轮建模及接触分析

通过分析弧齿线圆柱齿轮的展成原理和齿轮齿条的啮合原理,提出一种面向制造的弧齿线圆柱齿轮建模方法。基于UG的二次开发,建立了面向制造弧齿线圆柱齿轮的三维模型。采用有限元分析方法分析了在相同条件下不同齿线半径的弧齿线圆柱齿轮的最大接触应力,得出了齿线半径对弧齿线圆柱齿轮接触线长度的影响和最大接触应力的影响规律曲线,进而为该齿轮的设计及工程应用提供了必要的理论依据。

面向增材制造的正向产品建模技术

传统CAD建模技术因其自身的局限性,极大地限制了增材制造产品的设计空间.为了最大限度地发挥增材制造的技术优势,需要在产品设计阶段通过综合产品形状、大小、层次结构以及物质组成实现产品性能的最优化及制造成本的节约化.本文根据增材制造的4种特性,从复杂形状建模、复杂材料建模、复杂层次建模以及面向制造的建模等4个方面论述了国内外对于面向增材制造的正向产品建模技术的研究概况.在此基础上,本文对该领域的发展趋势进行了探讨,认为综合一体化建模与轻量化建模将成为未来发展方向.