Precise Design and Stress Analysis of Straight Conical Gear

Variable section sweeping with sphere involutes is used to generate the precise model of tooth profile. The contact and bending stress of a straight conical gear set with static bearing contact during a meshing cycle is studied using finite element method. Numerical results and comments are presented, revealing that the edge contact causes stress concentration and the gear tooth profile needs further modification.

常见齿轮过渡曲线对应齿轮弯曲应力的比较分析

为了全面而深刻地了解齿轮过渡曲线,延长齿轮的工作寿命,从齿轮加工刀具入手对常见齿轮过渡曲线对应的齿轮弯曲应力进行了有限元分析,并将常规齿轮弯曲应力计算中的齿轮单对齿啮合区上界点引入到有限元载荷计算中,以提高有限元计算精度,最后将有限元计算的齿轮最大弯曲应力点与齿轮危险截面弦齿厚进行了对比,以验证结果的正确性。研究表明,应用齿轮过渡曲线设计方法所生成的齿轮,不但使齿形描述方便,而且使弯曲应力的分析更加准确。

双压力角非对称齿廓齿轮齿根弯曲应力的有限元分析

推导出双压力角非对称渐开线齿轮系统全齿廓方程,以及在单、双齿啮合上、下界点处坐标和载荷角的计算公式,编制了相应的参数化程序.对实例的有限元分析表明非对称渐开线齿轮的齿根弯曲强度比对称齿轮有较大提高.计算结果揭示了由于时变啮合刚度的影响齿根弯曲应力在一个啮合周期的变化规律.

基于ANSYS的双圆弧齿轮弯曲应力有限元分析

利用ANSYS的参数化设计语言(APDL)建立双圆弧齿轮的三维实体,形成相应有限元模型,对轮齿弯曲应力进行了分析。总结了名义压力角和齿形工艺角对轮齿弯曲应力的影响规律,并得出跑合前最大弯曲应力发生在齿腰处的结论,为双圆弧齿轮的设计和使用提供理论依据。

齿根过渡曲面对正交面齿轮弯曲强度影响

为更加真实有效地分析正交面齿轮弯曲强度,本文推导了正交面齿轮齿面方程及齿根过渡曲面方程,构建了正交面齿轮的全部齿廓,并利用Pro/E软件分别生成了两种全齿廓正交面齿轮三维实体模型。基于内切抛物线理论分析论证了正交面齿轮的最大弯曲应力位置是在沿齿高方向齿面的上半部分而非齿根处。利用ANSYS软件分别对齿顶圆角和齿顶尖角插齿刀所切制的两种面齿轮三齿模型进行了弯曲强度分析。研究结果表明,齿顶圆角插齿刀所切制的齿根过渡曲面提高了正交面齿轮的弯曲强度。

采用孔穴方法改变受载齿轮应力分布状态的研究

根据渐开线齿轮的齿廓方程,建立孔穴齿轮结构应力计算的有限元数学模型。在有限元分析的基础上,研究齿轮轮齿端面开孔对受载轮齿应力的影响。通过改变孔的大小、位置及数目来改变齿根应力的大小和分布状态,降低轮齿受拉侧齿根弯曲应力最大值,以延长齿轮的弯曲疲劳寿命。

基于空间接触的齿根过渡曲线对齿轮弯曲强度影响分析

在齿轮基本尺寸不变的情况下提高渐开线齿轮强度是一个重要课题。提出一种基于实际物理力学模型的渐开线斜齿轮三维模型空间多齿对同时接触的分析方法,应用Pro/E软件,以齿根过渡曲线分别为典型的双圆弧和单圆弧的两对变位斜齿轮模型为研究对象,按照一定的啮合角度变化,得到全方位接触分析结果,确保齿根弯曲强度结果的较高可靠性。通过对两种齿轮齿根应力的比较得出结论:算例中过渡曲线为双圆弧的齿轮齿根应力约为单圆弧齿轮齿根应力的1.3～1.5倍。最后通过VB(Visual basic)语言对Catia软件进行二次开发的方式仿真加工出上述两种齿轮模型,并在相同条件下进行有限元分析。在仿真加工出齿轮模型的齿根过渡圆弧曲率半径不完全一致的情况下,其齿根应力也满足1.3～1.5倍的结论。该分析方法可为齿根单圆弧齿轮的推广与应用提供基础支持。

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的减速机齿轮有限元分析

采用有限元法研究齿轮轮齿在受到不同载荷的情况下,其齿根弯曲应力和应变的变化情况。结果表明,在静载荷的作用下,齿轮齿根处的最大弯曲应力和最大应变都在许可的范围之内;而当齿轮受到冲击,在动载荷作用下,齿根处的应力大于齿轮材料的屈服极限。结合对断齿形貌的分析,可推断出轮齿的断裂是在出现疲劳裂纹后受冲击载荷作用而产生的过载断裂。

考虑摩擦时直齿齿轮应力有限元分析

在ANSYS环境下建立轮齿平面有限元模型,进行了应力分析计算。进而作疲劳分析,并与传统方法进行了比较,结果表明,齿间摩擦对齿根应力的影响不可忽略,而且由于剪应力和压应力的存在,造成轮齿根部两侧应力不同。

双圆弧齿轮传动啮合特性及弯曲应力有限元分析

根据双圆弧齿轮啮合原理和双圆弧齿轮传动的啮合特性,在Pro/E参数化建模的基础上,应用有限元素法,对某双圆弧齿轮传动啮合过程进行了详细的物理仿真,研究了齿轮传动的啮合周期和啮合过程中弯曲应力变化规律,指出了该双圆弧齿轮传动弯曲应力的啮合危险状态和位置,为齿轮传动的优化设计提供一定的依据.

基于点接触赫兹理论的圆柱齿轮弯曲应力有限元分析

基于点接触赫兹理论,计算出圆柱齿轮啮合接触域的大小、方向和接触力。利用Pro/E建立圆柱齿轮三齿实体模型,利用模拟出来的接触应力进行加载,基于有限元法对一个啮合周期内圆柱齿轮弯曲应力分布进行计算分析,并与实例进行对比,验证分析的正确性。

关于面齿轮接触和弯曲应力有限元计算方法的研究

根据面齿轮加工基本坐标系和齿轮啮合原理,由刀具齿面方程和坐标转换矩阵建立了面齿轮齿面方程,通过编程计算出面齿轮齿面点,实现了面齿轮三维可视化建模。采用三维有限元分析方法,研究了5种不同载荷条件下面齿轮传动的接触应力、弯曲应力和重合度的变化规律。计算结果表明,随着载荷的增大,面齿轮齿面接触区和重合度增大;在单齿啮合时,面齿轮接触和弯曲应力最大,弯曲应力最大值出现在沿齿高方向靠近中间的位置。本文对面齿轮传动的强度设计具有一定的指导意义。

渐开线斜齿圆柱齿轮齿根应力的ANSYS有限元分析

以某一工程实例中的斜齿圆柱齿轮作为研究对象,在Pro/E软件中利用所给参数建立斜齿圆柱齿轮模型并将其简化为单个轮齿模型导入到ANSYS中进行齿根应力分析。由轮齿应力云图可知,齿根圆角处容易发生应力集中,设计时应当选择恰当的过渡圆角半径,避免应力集中,从而提高齿轮的弯曲强度。有限元分析的结果与理论计算结果相比,其误差在允许的范围内,说明结果是准确有效的。

基于ANSYS的渐开线斜齿轮有限元分析

利用斜齿轮端面渐开线和螺旋线的方程,通过坐标转换方法得到在ANSYS环境下适用的关键点,从而建立比较精确的斜齿轮三维模型。并对建立的模型进行模态分析和齿根弯曲应力分析。经过有限元分析后,可以证实利用该方法建立的模型是比较精确的。建立比较精确的分析模型,对于掌握斜齿轮的齿根弯曲应力的特点和固有频率有着重要意义。

基于参数化设计的斜齿轮弯曲应力研究

通过UG与ANSYS的数据交换接口,把斜齿轮的几何数据导入ANSYS中,并转化成由节点及元素组成的有限元模型,研究了以均布载荷代替集中力的情况下,斜齿轮的变形及弯曲应力特性。实验结果表明,斜齿轮的最大变形在齿顶端部,最大弯曲应力在齿根位置。

双圆弧齿轮凸、凹齿同时加载的齿腰弯曲应力

根据任意转角位置的双圆弧齿轮齿廓数学模型,运用Pro/E软件构建了双圆弧齿轮模型,首先分析比较了仅在凸齿处加载和在凸、凹齿处同时加载两种不同加载方式时的齿腰弯曲应力,然后在轮齿的凸、凹齿处同时加载,对齿腰处的弯曲应力进行了有限元分析,得出了双圆弧齿轮齿腰弯曲应力与螺旋角、模数、齿数的关系曲线。其分析结果将为双圆弧齿轮设计和制造等提供参考依据。

基于总成的重型汽车变速箱齿轮弯曲应力分析

以建立重型汽车变速箱总成为基础,论述一挡齿轮总成条件下有限元网格的划分及网格密度的确定,对一倍额定动态转矩下的中间轴常啮合齿轮表面接触压力、接触线的状态、齿根弯曲应力进行了深入的分析。实验测试结果和有限元分析结果的对比分析表明,因充分考虑了总成条件下啮合齿轮接触等问题对齿轮强度的影响,使分析和测试的齿根弯曲应力趋势保持一致,强度相对误差范围在±20%以内。

双圆弧齿轮的弯曲应力分析

基于任意转角位置的双圆弧齿轮齿廓数学模型,运用Pro/E软件对双圆弧齿轮的弯曲应力进行了有限元分析,讨论了双圆弧齿轮各段弯曲应力的分布情况,并着重研究了轮齿的不同构成参数对齿轮弯曲应力的影响。其分析结果将为双圆弧齿轮设计、参数优化选择等提供参考依据。

基于Ansys的齿轮仿真分析

文章利用Ansys软件对齿轮齿根弯曲应力进行有限元仿真分析,与理论结果做比较,从网格类型、网格精度、加载方式等方面寻求最佳模型,为齿轮的优化设计和可靠性设计奠定了坚实的基础。