多工况下的直齿轮接触疲劳寿命仿真研究

基于直齿轮静力学分析的应力特征和瞬态动力学的应力时间子步历程,结合弹流润滑理论下的齿面摩擦因数,使用Workbench建立直齿轮接触疲劳寿命模型。通过弹性力学赫兹接触理论对静力学有限元仿真结果进行校核,确定应力历程输入中的放缩系数,估计材料的S-N曲线,并在Palmgren-Miner线性损伤理论框架下,利用nCode计算直齿轮接触疲劳寿命,得到寿命云图和危险节点位置。结果表明:齿轮接触疲劳的危险节点多出现在齿面沿齿宽方向线接触的两端位置,输入转速、负载转矩与接触疲劳寿命呈负相关,摩擦因数与接触疲劳寿命呈正相关,负载转矩对接触疲劳寿命的影响幅度最大。

基于分形接触模型的齿轮接触强度影响参数分析

根据基于分形接触模型的齿轮接触强度理论,讨论了影响齿轮接触强度大小的几个参数:粗糙度幅值参数、材料的特性参数、分形维数和表面粗糙度。结果表明:减小粗糙度幅值参数、增大材料的特性参数有利于提高齿轮接触强度;分形维数和表面粗糙度与接触强度之间不是线性关系,而是存在一个最优值。

基于EEMD能量熵的齿轮接触疲劳试验点蚀分析

为了研究大模数合金钢齿轮采用单齿表面感应淬火热处理工艺后的接触疲劳特性,进行了相应的齿轮接触疲劳试验。采用总体平均经验模态分解(EEMD)将采集的振动信号分解,并计算其能量熵,进而分析试验过程中能量熵值变化情况,以及其与齿面点蚀情况的对应关系;从而可以将能量熵值作为一个辅助性指标来判断齿轮是否点蚀失效,完善齿轮接触疲劳试验点蚀失效的判据,为齿轮疲劳寿命预测提供基础试验数据。

润滑油粘度对齿轮接触疲劳寿命影响的研究

通过热弹流润滑数值计算,分析了润滑油粘度对齿轮接触疲劳寿命的影响。研究结果表明:就齿轮润滑而言,并非润滑油粘度越高齿轮疲劳寿命就越长;当粘度超过某一临界值时,疲劳寿命随粘度增加反而降低。同时还指出齿面压力分布中的第二压力峰是个相当重要的参数,它对轮齿接触区次表面应力分布影响较大。

2种圆柱齿轮接触强度计算的比较与分析

通过对2种圆柱齿轮接触强度计算公式(国标GB/T3480-1997和俄罗斯标准ГОСТ21354-75)的推导,结合实例,比较分析2种计算方法的共性与差异,以便更好地在工业生产中应用。

ANSYS有限元齿轮接触及弯曲应力研究

本文针对ANSYS有限元齿轮接触仿真进行了探讨,计算齿轮的弯曲应力,对计算过程中可能影响收敛的因素进行了分析,并通过计算实例说明了有限元分析在齿轮接触问题上的有效性。

用激光扫描法自动测量齿轮接触斑点

齿轮接触斑点可以作为评价齿轮承载能力的一项重要指标．迄今为上，接触斑点的测量仅限于目视观察，所以精度很低．本文介绍一种全新的、基于激光扫描的接触斑点自动测量装置。并对该装置的测量原理作了简要讨论。

激光扫描法自动测量齿轮接触斑点

齿轮的接触斑点是齿轮的制造误差和安装误差的综合反映,它指的是装配好的齿轮副,在轻微的制动下运转后在齿面上分布的接触擦亮痕迹。接触痕迹的大小在齿面展开图上用百分比计算,到目前为止,接触斑点的检验大多数是在检验机上经一定时间啮合后观察其表面痕迹,国家有关齿轮精度的标准都规定有在轻载下齿轮副安装后接触斑点的检测项目,我们研制了一种能客观评定接触斑点的检测仪器。

ISIGHT平台下基于KISSsoft的齿轮接触强度可靠性分析方法

齿轮作为传动装置中的核心部件,传动时齿面上的接触应力大小对机械产品的性能和寿命具有重要影响。本文以传动装置中的一对斜齿轮副为研究对象,采用KISSsoft软件进行齿轮接触应力的仿真分析,并通过Visual Basic语言调用KISSsoft软件建立齿轮的参数化模型,实现齿轮接触应力分析的参数化和自动化。在此基础上借助ISIGHT优化设计平台实现齿轮接触强度的可靠性分析和参数灵敏度分析。分析结果表明,本文所提方法具有非常好的工程适用性,能够充分考虑输入变量的随机不确定性,准确分析出在输入参数分散性存在下齿轮接触应力强度可靠性结果,并能给出各随机参数对接触应力的影响规律。本文的分析方法具有广泛适用性,可为其他类型的齿轮接触强度可靠性分析提供技术参考。

基于ANSYS WORKBENCH的齿轮接触应力分析

在理论分析的基础上,建立齿轮接触对的有限元模型,在有限元分析软件ANSYS Workbench建立接触对,添加约束和加载,得到齿轮接触应力大小,齿轮应力集中主要发生在齿根圆角处,和理论计算分析对比。得出相关结论为以后齿轮接触的有限元分析提供了依据。

齿轮接触疲劳极限应力测试研究

通过某齿轮材料的接触疲劳强度测试,对3种获取极限应力的方法进行对比研究,结果表明:齿轮接触疲劳试验优先推荐采用升降法,不建议使用S-N曲线图解法;同时升降法测试可以通过数据稳定性检测方法有效减少齿轮接触疲劳试验点数。

齿轮接触疲劳试验机齿轮组传动效率的测算方法

本文提供了一种精确测算机械封闭功率流式(背靠背)齿轮疲劳试验机中齿轮组传动效率的方法。此方法只需要测量出驱动电机扭矩、一根传动轴上的扭矩、一个齿轮箱达到热稳定时的温度与环境的温度差3个测量值,通过考虑两种不同功率流方向,就能分别推导出试验机两个齿轮箱中齿轮组各自的传动效率。

胶印机滚筒齿轮接触有限元分析

通过Pro/E软件建立对开胶印机橡皮滚筒和压印滚筒齿轮模型,导入到ANSYS中进行分析,得出齿轮啮合存在干涉和应力集中现象,需要对齿轮进行修形。然后又分析了摩擦力对齿轮接触应力的影响,设置10个不同摩擦系数,对同一模型进行齿轮的接触有限元分析,通过分析结果得出摩擦力对齿轮接触的影响,结果表明齿轮的接触应力随着摩擦系数的增大有增大的趋势,当啮合齿轮没有摩擦力时,轮齿的最大接触应力最小。研究结果显示,摩擦对齿轮接触的影响不可忽视。

提高齿轮接触强度方法的初步研究

对齿轮齿面损坏造成的齿轮失效进行了分析,并提出了一些提高齿轮接触强度的方法。强调了齿面硬度、齿面粗糙度、润滑情况、使用前磨合情况等对齿轮接触强度的影响。

等高螺旋锥齿轮接触的计算机模拟及有限元分析

阐述了等高齿螺旋锥齿轮在Pro/E中的建模方法,简述锥齿轮参数化造型的一般步骤。本文又叙述了齿轮接触的有限元法分析理论,模型的导入与仿真分析,查看轮齿的应力分布,检验产品模拟设计质量,从而更加简便、快捷进行等高齿螺旋锥齿轮的设计。

基于机器视觉的齿轮接触疲劳数值分析

传统宏观齿轮接触疲劳寿命预测方法基于均匀连续材料假设,未考虑多晶体的微观结构,难以描述材料的真实微观结构特征对齿轮滚动接触疲劳寿命影响。为了突破传统方法的局限,提出一种基于机器视觉数字图像处理技术,考虑材料真实微观结构的齿轮接触疲劳数值分析方法。首先,通过表征试验获取齿轮节点处啮合区域材料的真实晶粒形貌;其次,采用MATLAB图像处理工具箱识别晶粒形貌图像,生成真实微观几何拓扑结构;第三,构建弹塑性连续损伤耦合的本构关系,建立齿轮接触疲劳分析二维有限元数值模型;最后,研究齿轮循环受载历程中最大接触压力、晶界剪应力以及晶界损伤的分布情况,分析齿轮节点啮合区域不同微观结构特征对损伤的影响。研究结果表明:基于机器视觉的图像处理技术能很好地模拟齿轮材料的真实微观结构;在齿轮接触疲劳损伤过程中,最大接触压力呈现逐渐减小趋势;随着循环加载次数增加,损伤逐渐出现局部化现象;在损伤后期,采用图像处理法进行微观结构重构时,损伤速率显著加快。

基于时变啮合刚度的修形齿轮承载接触分析

为了解决传统齿轮承载接触分析力学解析方法难以考虑齿廓修形的问题,以齿廓修形渐开线直齿轮为研究对象,基于时变啮合刚度,提出了一种齿轮承载情况下齿间载荷分配系数与齿面接触应力解析算法。通过对比齿轮承载接触时接触点在啮合线方向的变形量与修形量,提出修形齿轮单双齿啮合状态判定方法,并计算不同状态下的啮合刚度;推导修形齿轮的啮合力、刚度与变形的力学关系,建立各啮合齿对的齿间载荷分配系数计算模型,应用赫兹接触理论求解齿面接触应力;分别在不同修形高度、修形曲线与配对齿数情况下,计算分析多种齿廓修形算例的齿间载荷分配系数与齿面接触应力。结果表明,解析算法求解的齿间载荷分布系数、齿面接触应力及相应单双齿啮合区间与有限元结果相一致,相对误差较小,证明了该算法有较高的精度与稳定性,为齿廓修形齿轮承载接触分析提供一种高效便捷的新方法。

考虑安装误差的弧齿锥齿轮凹凸齿面印痕修正

弧齿锥齿轮作为重型燃气轮机中关键的动力传动部件,其双向传动的运行特点对齿轮凹凸齿面的接触印痕提出了更高的质量要求。为了满足实际需求,通过建立齿面啮合模型,利用考虑安装误差的齿轮接触分析(error tooth contact analysis, ETCA)技术研究了一对弧齿锥齿轮凹面和凸面均为工作面时,接触印痕随安装误差变化的数值规律。同时,以齿面印痕的中点位置、长轴倾角和面积作为印痕参数化处理后的特征值,优化齿轮安装误差调整值,修正印痕的不合理之处,实现凹凸齿面印痕的一致性和重叠性。滚检实验验证了模拟印痕的准确性,该修正规律可以为弧齿锥齿轮副的安装调整提供理论依据。

齿轮啮合周期内摩擦载荷变化有限元仿真分析

为能更好地分析齿轮啮合周期中摩擦载荷变化,建立齿轮分析模型,研究齿轮间传动关系,区分齿轮输入端和输出端的阻力扭矩,搭建有限元分析模型。为保证模型的精确度,在前期预处理阶段针对齿轮不同位置的实际情况构建对应网格,区分不同位置的网格密度,根据齿轮的轮动比和角位移得出旋转自由度。在齿轮啮合过程中,搭建动力学分析模型,研究摩擦载荷的变化情况,考虑齿轮啮合频率,根据长度线条确定摩擦因数,利用摩擦函数明确齿轮间的最大接触应力和弯曲应力,完成摩擦载荷变化分析。经仿真验证可知,所研究方法能准确描述齿轮啮合周期内摩擦载荷的实时变化。

安装误差对双圆弧齿轮啮合特性影响分析

为深入研究安装误差对双圆弧齿轮副啮合特性的影响,基于有限元法建立齿轮加载分析模型,研究啮合过程中单齿凸、凹齿廓的接触性能,对比分析安装误差对接触性能以及传动误差的影响规律。结果表明:啮合周期内,双圆弧齿轮的凹齿廓先接触且承担较大的法向接触力,但凸齿廓的啮入端接触应力最大,凸、凹齿面接触压力差与转矩成正比;安装误差对齿面接触性能影响较大,其中中心距误差容易引起齿轮分阶处应力集中,轴线平面的安装误差会引起齿面接触偏载,且对安装误差影响最大。