渐开线圆柱蜗杆斜齿轮传动的3D仿真和有限元分析

渐开线圆柱蜗杆斜齿轮传动的3D仿真和有限元分析

彭文捷[1]2004年在《渐开线圆柱蜗杆斜齿轮传动的3D仿真和有限元分析》文中研究指明本课题来源于国家自然科学基金资助项目,项目号50175112。与传统的渐开线圆柱蜗杆蜗轮传动相比,渐开线圆柱蜗杆斜齿轮传动具有易于制造、成本低、齿面精度高、润滑条件较好等特点。文中渐开线圆柱蜗杆斜齿轮的叁维仿真和有限元分析都是使用I-DEAS软件包完成。本文对渐开线圆柱蜗杆斜齿轮仿真分析的研究内容如下:在I-DEAS NX10平台下,建立渐开线圆柱蜗杆和斜齿轮的3D模型,直观地描述了该传动,并进行模型装配;建立渐开线圆柱蜗杆和斜齿轮传动的接触有限元分析模型,并进行相应的3D模拟仿真和接触有限元分析。在有限元分析中,对标准装配位置下的渐开线圆柱蜗杆和斜齿轮的3D模型进行逐步加载,分析接触区的情况。在有限元分析中,对各装配位置下的渐开线圆柱蜗杆和斜齿轮的3D模型进行加载,分析一个周期内各装配位置的接触区情况。为消除渐开线圆柱蜗杆和斜齿轮在齿顶产生的啮入冲击,在斜齿轮上作齿高修型。对修型后的斜齿轮齿廓曲线重新建立叁维模型和有限元模型,并进行有限元计算和分析接触区情况。对修型前后的渐开线圆柱蜗杆斜齿轮副进行比较。计算分析几种材料下的蜗杆斜齿轮副的接触情况。

陈芬[2]2011年在《圆弧蜗杆与斜齿轮传动在汽车门锁中的应用》文中研究指明在动力传动中,蜗杆传动是一种普遍和简单的方式,它以传动比大、承载能力高、冲击载荷小、传动平稳、易实现自锁等一些优点在国防、冶金、造船、建筑、化工等行业得到大量的使用。但由于其相对滑动的速度较大、摩擦因数较高、润滑效果不好、发热量大、从而使传动效率低下。同时,制造蜗轮时需要蜗轮滚刀或用特制的刀具铣削(俗称单刀或多刀飞削),前者加工的成本高,后者加工的效率精度低。如果把蜗杆传动中的蜗轮用斜齿轮代替,则可以发挥圆柱斜齿轮的很多优点,例如加工方便、快捷、效率高,运用到工程中,可以有效提高生产效率和降低生产成本。本课题在研究蜗杆与斜齿轮传动的基础上展开了对圆弧蜗杆与斜齿轮的分析。本课题的任务是对圆弧蜗杆与斜齿轮的传动进行理论分析和其在汽车门锁中的应用研究。以求对圆弧蜗杆与斜齿轮传动的原理和应用有一个初步的了解。在理论分析方面,阐述圆弧蜗杆与斜齿轮传动的啮合原理,建立了圆弧蜗杆的齿面方程式。在汽车门锁中的应用方面,按照我国标准建立圆弧蜗杆的齿面参数方程和蜗轮蜗杆的啮合方程,采用叁坐标测量仪测量国外样锁,通过曲面拟合的方法得出圆弧蜗杆齿形参数,然后进行优化。在汽车门锁中对圆弧蜗杆和斜齿轮的参数进行了计算并通过校核,运用现代叁维软件对圆弧蜗杆与斜齿轮进行了建模仿真,仿真结果表明,圆弧蜗杆与斜齿轮传动的参数设计合理,证明其在汽车门锁中的可用性。开展圆弧蜗杆传动与斜齿轮的研究,具有重要的理论意义,和一定的实用价值。

李传闪[3]2017年在《塑料蜗杆与钢质斜齿轮传动理论及实验研究》文中认为汽车座椅是汽车重要的组成部分,也是重要的安全部件。电动座椅作为提升舒适性在中高档汽车中得到了普遍的配置,功能包括座椅前后调节、上下调节、靠背倾斜度调节等。水平传动机构专门用来调节座椅前后移动,该机构主要包括两部分:齿轮传动部分和螺旋传动部分。本文提出一种塑料蜗杆与钢质斜齿轮传动方式,以满足传动机构高承载能力、高使用寿命、低振动噪声等需求。塑料蜗杆与钢质斜齿轮传动是将塑料蜗杆代替传统的金属蜗杆,金属斜齿轮取代传统的金属蜗轮实现运动与动力传递的一种传动机构。由于塑料材料的特殊性,针对塑料齿轮传动的设计目前尚没有成熟的理论标准可供使用,而依据金属齿轮造成的设计合理性难以判定。因而,对此类塑料齿轮的啮合特性、受载变形、接触状态及齿面磨损特性等研究就有着重要理论意义和工程应用价值。本文的主要工作内容如下:(1)讨论了蜗杆斜齿轮传动正确啮合条件;根据渐开线蜗杆加工原理及方法建立了其齿面方程;基于齿轮啮合原理,推导了塑料蜗杆与钢质斜齿轮传动的啮合方程,验证了蜗杆斜齿轮传动为点接触;(2)根据蜗杆和斜齿轮齿面方程,利用Mathematica和UG软件建立了蜗杆斜齿轮副传动的实体几何模型;基于HyperMesh提出了塑料蜗杆钢质斜齿轮副具有较高质量的有限元模型建立方法;利用ANSYS软件对塑料蜗杆钢质斜齿轮副、钢质蜗杆钢质斜齿轮副分别进行了有限元接触分析;(3)基于齿廓修形理论,提出了塑料蜗杆斜齿轮副齿廓修形方法,并建立了修形后的齿轮副有限元模型,进行有限元接触分析;分析了齿顶倒圆半径对塑料蜗杆斜齿轮副传动性能的影响,为齿轮设计提供参考价值;(4)完成了样件的加工与试制,在微型传动实验平台完成了塑料蜗杆斜齿轮副和钢质蜗杆斜齿轮副传动效率和振动特性对比测试;搭建了蜗杆斜齿轮副耐久测试试验平台,开展了蜗杆斜齿轮副耐久测试。

赵超飞, 魏冰阳[4]2018年在《直廓环面蜗杆-圆柱斜齿轮传动的几何建模与接触特性分析》文中认为提出了一种直廓环面蜗杆-圆柱斜齿轮啮合传动形式。根据蜗杆几何参数,计算出与蜗杆配合的圆柱斜齿轮几何参数,建立了直廓环面蜗杆与圆柱斜齿轮的叁维模型;运用有限元软件Workbench进行静力学分析,得出齿面接触应力、等效应力及位移量;对斜齿轮进行齿廓及螺旋线双向内凹修形,结果显示内凹修形可以适当减小齿面接触应力及位移量,从而提高齿轮副的承载能力,其中齿廓修形对接触性能影响更为显着。通过加工与滚检试验,验证了所提出的直廓环面蜗杆与斜齿轮传动方式的可行性。

李传闪, 梁栋, 陈兵奎[5]2017年在《塑料蜗杆与钢质斜齿轮啮合特性分析及实验研究》文中提出通过给定齿面方程及数据点,基于UG叁维软件建立塑料蜗杆与钢质斜齿轮的基本啮合模型;采用Hyper Mesh软件进行模型网格划分、约束施加和接触条件设定等前处理,运用有限元方法动态对比分析负载状态下塑料蜗杆与钢质斜齿轮、钢质蜗杆与钢质斜齿轮的两齿-单齿-两齿接触齿面应力变化及接触状态变化规律;分别采用滚齿、注塑和车削方法完成钢质斜齿轮、塑料蜗杆和钢质蜗杆的样件试制,并基于微型传动实验平台进行齿面磨损对比测试。结果表明,塑料蜗杆啮合过程中接触应力低、波动小,且具有更好的耐磨性。

苗壮[6]2012年在《交错轴斜齿轮传动接触理论研究》文中研究表明本文首先根据交错轴斜齿轮传动的空间啮合原理,在合适的坐标系中,建立了交错轴斜齿轮传动齿面接触分析的几何模型,为后面在MATLAB中绘制瞬时接触椭圆,进行齿面接触分析提供了理论基础。其次,利用MATLAB软件编程,建立交错轴斜齿轮传动齿面接触模型,并绘制出两齿面接触时的瞬时接触椭圆;通过对不同参数的交错轴斜齿轮传动进行研究,分析出不同参数对齿面接触区的影响规律;得到在不同的条件下,通过合理选择基本参数来提高齿轮的接触性能。最后,在PRO/E中建立交错轴斜齿轮传动叁维运动仿真模型,导入到ANSYS中进行齿面接触应力分析;运用ANSYS的结构静力学模块,得到了齿面接触区的形状和应力应变云图,分析出交错轴斜齿轮传动齿面接触应力和应变分布情况,直观的显示了齿轮在啮合时的接触变形和应力分布情况,为如何提高齿轮的啮合性能提供了理论依据,为后续进一步寻找可行的失配啮合修形方法和加工工艺奠定了基础。

参考文献:

[1]. 渐开线圆柱蜗杆斜齿轮传动的3D仿真和有限元分析[D]. 彭文捷. 重庆大学. 2004

[2]. 圆弧蜗杆与斜齿轮传动在汽车门锁中的应用[D]. 陈芬. 武汉工业学院. 2011

[3]. 塑料蜗杆与钢质斜齿轮传动理论及实验研究[D]. 李传闪. 重庆大学. 2017

[4]. 直廓环面蜗杆-圆柱斜齿轮传动的几何建模与接触特性分析[J]. 赵超飞, 魏冰阳. 机械传动. 2018

[5]. 塑料蜗杆与钢质斜齿轮啮合特性分析及实验研究[J]. 李传闪, 梁栋, 陈兵奎. 机械传动. 2017

[6]. 交错轴斜齿轮传动接触理论研究[D]. 苗壮. 河南理工大学. 2012

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