车轮踏面磨耗对齿轨列车齿轮齿条接触状态影响研究

针对齿轨列车车轮踏面磨耗情况下难以探究齿轮齿条接触状态规律的问题,提出了一种基于Hertz接触理论的考虑车轮踏面磨耗情况的齿轮齿条齿面接触应力计算模型。首先,分析了磨耗情况下齿轮齿条的接触关系,获得了接触应力计算关键参数随车轮磨耗的变化规律,并结合Hertz接触理论构建了考虑车轮磨耗的齿轮齿条接触应力计算模型;然后,选取某工程齿轮齿条参数进行计算,获得了磨耗周期内的齿面接触应力分布,并通过27组有限元仿真试验获得了不同磨耗量、不同接触位置的齿轮齿条接触应力数据,与上述计算模型结果进行了对比;最后,运用上述计算模型进一步分析了车轮磨耗影响接触应力规律的内在机制和关键因素。结果表明,模型结果与仿真计算结果的最大相对误差为7.71%,验证了计算模型的准确性;车轮踏面磨耗量越大,齿轮齿条啮入点附近的接触应力越大,其影响机制是车轮磨耗导致啮入点附近驱动齿轮曲率半径急剧减小;增大初始中心距和齿条齿顶圆角影响系数,可降低车轮踏面磨耗对接触应力的影响,并可通过减小高度调整周期来优化接触状态情况。

弧齿锥齿轮齿面接触应力分析

弧齿锥齿轮工作时齿面接触应力的大小直接影响其使用寿命和安全。本文运用自主开发的弧齿锥齿轮设计分析系统建立齿轮的轮齿网格模型,将模型数据变换后导入ANSYS软件中,经过装配和结构扩展进行轮齿的接触应力分析,得到了多齿对接触情况下,齿面等效接触应力的分布及其变化规律。

航空弧齿锥齿轮齿面接触应力计算与优化

本文在弧齿锥齿轮的轮齿接触分析 (TCA)和承载接触分析 (LTCA)的基础上 ,根据计算所得的齿面接触点附近的准确几何形状 ,一定载荷下的齿间载荷分配和齿面载荷分布状态 ,采用弹性力学中两个空间曲面弹性接触的计算公式 ,提出了航空弧齿锥齿轮齿面接触应力变化过程的计算方法 ,进一步结合齿轮的加工参数设计和齿面修正 。

球齿轮传动的齿面接触分析和应力分析

球齿轮是一种新型的二维齿轮传动机构。在建立了球齿轮数学模型的基础上,得到了球齿轮传动的啮合模型,并进行了齿面接触特性分析,通过解非线性方程组,可得到接触点在齿面的位置。分析了球齿轮齿面的结构特征,针对球齿轮传动的接触形式表现为轮齿凸面与马鞍面之间的点接触,对啮合齿面的接触椭圆进行了分析计算,总结出了球齿轮在任一偏摆平面内啮合传动时接触椭圆的变化规律:在轮齿根部和顶部啮合时,接触椭圆较小,因而接触应力较大;而在轮齿中部啮合时,接触椭圆较大,所以接触应力较小。采用有限元的方法对球齿轮轮齿进行了弯曲应力和接触应力分析,分析结果进一步验证了接触椭圆变化规律的正确性。以上结论对进一步研究球齿轮的传动理论与实际应用具有重要的指导意义。

弧齿锥齿轮齿面接触应力分析

弧齿锥齿轮工作时齿面接触应力的大小直接影响其使用寿命和安全。利用CATIA的逆向工程技术建立齿轮的三维模型,利用CATIA和ABAQUS的无缝连接接口,将齿轮的三维模型导入有限元软件ABAQUS中。在ABAQUS环境下,给定齿轮的材料和设定齿轮的工况对齿轮接触应力分析,得到齿轮最危险部位的应力应变。

面齿轮传动齿面几何特征与接触应力关系

研究了点接触面齿轮传动的齿面主曲率与主方向以及面齿轮传动中诱导法曲率的2个主值,探讨了影响齿面曲率及齿面诱导法曲率的因素,仿真分析了齿面的接触应力分布以及主要的几何参数对接触应力的影响。研究结果表明:齿面几何特征对齿轮传动的性能有重要影响,为了降低齿面的接触应力,在面齿轮的传动应用中,应尽量采用较多的齿数、较大的模数、较大的压力角和较小的齿数差。

全回转舵桨齿轮系的齿面接触应力分析

运用UG自行开发的格里森螺旋伞齿轮模块,输入齿轮的几何参数,建立螺旋伞齿轮的三维模型并进行虚拟装配,然后导入Ansys Workbench软件中进行轮齿的接触应力分析,最后得到了齿面的等效接触应力分布以及在一个啮合周期内,齿面的最大等效接触应力及其变化规律。

纯滚动单圆弧齿轮的齿面相对主曲率半径和齿面接触应力分析（英文）

根据微分几何原理对纯滚动单圆弧齿轮进行曲率MATLAB仿真,分析了纯滚动单圆弧齿轮的不同参数对相对主曲率半径的影响;基于弹性接触变形理论,计算纯滚动单圆弧齿轮传动的齿面接触应力,考查主要参数对纯滚动单圆弧齿轮齿面接触应力的影响,为后续的纯滚动圆弧齿轮的设计制造具有重要意义,为开发新型的齿轮接触强度计算提供借鉴。

非对称直齿圆锥齿轮齿面接触应力分析

借助非对称双压力角齿廓齿轮的设计思想,采用ANSYS软件建立了4组在节线处接触的非对称双压力角"8"字啮合直齿圆锥齿轮单齿有限元模型,分析比较了啮合侧压力角对该模型齿面接触应力的影响。分析结果显示:啮合侧压力角对圆锥齿轮大、小端处和接触线处的等效接触应力均有影响。

渐开线圆柱直齿齿轮齿面接触应力精确计算方法研究

重载传动齿轮在油润滑条件下齿面仍出现点蚀痕迹,表明依据当前经验模型的齿面接触应力设计值偏小,同时也没有给出齿面接触应力最大值位置,因此对齿面工作应力做精确计算。分别用经验法、理论法和数值法计算某特种车辆用传动齿轮在重载工况下的齿面工作应力。理论法和数值法计算结果一致,最大接触应力位于齿面节圆偏下的位置,啮合时刻为齿轮从双齿啮合过渡到单齿啮合瞬间,工作应力值为经验模型设计值的1.1倍。

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面接触应力分布和啮合位置变化规律研究

以变双曲圆弧齿线圆柱齿轮为研究对象。根据齿面方程建立齿轮数学模型,进而建立齿轮副的动力学模型,并通过有限元对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面动态接触应力分布和齿轮副啮合位置的变化开展研究。结果表明:在齿宽方向,越靠近中截面,接触应力越大,且其离中截面较远时,接触应力增速较快,靠近中截面时,增速变缓;齿轮进入和退出啮合时存在冲击现象,分度圆偏上和齿根附近区域的啮入冲击较大,且在齿宽方向,总体上越远离中截面,啮入冲击越大;啮入时啮合点从端面逐渐过渡到中截面,啮出时逐渐从中截面过渡到端面,但此过程非常短暂。研究结果为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的设计和应用提供理论基础。

基于赫兹理论的齿轮副接触应力特性分析

以1对渐开线外啮合圆柱直齿轮副为分析对象,依据赫兹接触理论建立了齿轮副的线性坐标参数和赫兹应力模型,推导出了啮合线上任意啮合点处的齿面接触应力计算公式,综合分析了不同传动参数对齿面接触应力的影响,并借助MATLAB的数值分析功能得到不同参数下齿轮副接触应力沿啮合线的分布特性图。结果表明:增大模数、变位系数、压力角或者降低转矩可在一定程度上降低齿面接触应力,可为提高齿轮副接触疲劳强度和使用寿命提供理论依据。

单齿对啮合区下界点齿面接触应力的计算与研究

对重合度ε≤2的一对啮合齿轮在整个啮合过程中齿面接触应力的变化过程进行了研究,并根据节点处齿面接触应力公式推导出最大齿面接触应力公式,从而进一步指出了最大齿面接触应力的出现位置和应用场合.

非对称塑料齿轮接触应力的解析法计算

推导出非对称渐开线塑料齿轮一个啮合周期中各特殊点在不同状态下与节点的啮合系数,通过非对称渐开线塑料齿轮接触分析应用实例,对非对称渐开线塑料齿轮七个特殊点的接触应力进行了解析法计算。结果表明,主动轮单齿啮合下界点处的接触应力为最大。与标准塑料齿轮相比,非对称渐开线塑料齿轮各点的接触应力均有所降低,说明塑料齿轮采用非对称齿廓可以提高齿面接触强度。非对称渐开线塑料齿轮的解析法计算,为检验用有限元方法计算这一新型塑料齿轮接触应力的合理性与精确性提供了依据。

基于双压力角轻量化设计的弧齿锥齿轮接触应力分析与试验

优化弧齿锥齿轮的结构尺寸能有效减少车桥减速器齿轮、轴承座和箱壳的重量,设计出在工作齿面采用大压力角,在非工作齿面采用标准压力角的双压力角弧齿锥齿轮。推导双压力角弧齿锥齿轮齿廓的球坐标方程,依据SUV后桥主减速器对称弧齿锥齿轮的设计参数,在PRO/E环境下建立双压力角弧齿锥齿轮三维模型,并建立有限元接触模型,对齿面接触应力进行分析。设计用于切削双压力角弧齿锥齿轮主动轮、被动轮的内切刀片与外切刀片,加工出双压力角弧齿锥齿轮主动轮和被动轮。通过机械双环封闭式齿轮寿命试验台进行疲劳寿命试验,结果表明,轻量化25%后的双压力角弧齿锥齿轮的疲劳寿命符合标准要求,并且高于SUV后桥主减速器原对称齿轮寿命,验证了有限元分析结果的正确性,为车辆传动装置轻量化技术提供了可行的方法。

安装误差对面齿轮承载传动性能的影响

为确定面齿轮传动合理的安装误差范围,有必要揭示安装误差与强度、承载传动误差的内在关系。本文在齿面接触分析(TCA)的基础上,用TCA输出的转角分别将小轮齿面和含有安装误差的面齿轮齿面装配到固定坐标系中,利用小轮、面齿轮齿面离散点的坐标建立两轮的有限元网格模型,并设置前处理条件以生成inp文件,将各转角下的inp文件批处理导入ABAQUS中,求解各个转角下的承载接触问题,获得了面齿轮传动的齿面接触应力、齿根弯曲应力、承载接触路径和承载传动误差。结果表明:安装误差对获得的承载传动性能参数均有明显影响,且影响规律与安装误差的方向有关,获得的承载传动性能参数均对轴夹角安装误差Δγ最敏感,初步确定了应力最大值、承载传动误差均值与安装误差的函数关系。本文为面齿轮传动安装尺寸的公差设计提出了计算方法。

基于Ansys的齿轮接触应力分析

利用Ansys软件对齿轮进行有限元仿真分析,从网格精度和加载方式两方面寻求最佳模型,分析了不同齿宽情况下齿面接触应力与理论结果的误差,为齿轮的优化设计和可靠性设计奠定了坚实的基础。

基于ANSYS的直齿圆柱齿轮精确建模与应力分析

针对齿轮有限元精确建模过程中齿廓曲线的光滑连接问题开展了深入探讨,得出了渐开线与过渡曲线光滑连接的控制关系和两种处理方法,并利用ANSYS提供的APDL语言建立了直齿圆柱齿轮精确模型,对齿面接触应力和齿根弯曲应力进行了有限元分析。结果表明提出的建模方法简单可行,可对基于ANSYS的齿轮直接精确建模和应力分析提供一定借鉴。

太阳能光热发电追光系统中蜗杆副选型及应力分析

针对目前太阳能光热发电定日镜追光系统中蜗杆副精度寿命短、侧隙难调整等不足,探讨了蜗杆副的选型,通过建立传动副三维模型和有限元模型,分析了完整工作周期载荷下的齿面应力,试制传动副样件并进行了齿面精度检测和接触斑点试验。分析结果表明:在工作周期的主要工作载荷和极限载荷下,齿面有限元模拟分析的最大Von-Mises应力均满足设计要求;传动副齿面应力分布规律与接触斑点和图形学显示结果吻合;蜗杆齿面螺旋线误差、齿形误差以及蜗轮齿面全齿齿距累积误差、单齿距偏差和径向跳动检测结果显示,该双导程蜗杆为6级精度,蜗轮为7级精度,满足追光系统设计要求。研究结果可为后续太阳能追光系统中蜗杆副的选型和实际应用奠定理论支撑和试验参照。

基于铁谱分析和残余应力的齿轮磨损过程探究

对高可靠性寿命的两齿轮副先后进行齿轮运转试验。首先,在第一对齿轮副运转过程中对齿轮润滑油样本进行铁谱分析,得到不同类型磨粒和总磨粒浓度随时间变化曲线,据此区分齿轮不同的磨损阶段;之后,在第二对齿轮副运转时对不同磨损阶段齿面残余应力检测,得到齿面残余应力变化趋势;最后,结合不同磨粒浓度和残余应力变化对齿轮不同运转阶段的磨损特性进行分析。结论:齿轮跑合阶段以滑动磨损为主,且跑合有助于残余压应力的形成;正常磨损阶段,各类型磨损和残余应力变化范围较小;剧烈磨损阶段,疲劳颗粒浓度上升明显,残余应力下降。该结论为研究齿轮磨损机理提供一定的参考。