陈坤[1]2011年在《基于有限元法的MC尼龙斜齿轮性能分析》文中研究表明MC尼龙(Monomer Casting Nylon)又称单体浇铸尼龙,具有强度高、韧性好、抗冲击、耐疲劳,并且具有较好的抗蠕变、吸音、回弹和很好的耐磨、自润滑、与其他材料不粘结等多种独特性能,是广泛应用于几乎所有的工业领域的工程塑料。由于MC尼龙的上述特有性能,使用MC尼龙材料制作齿轮,在某些情况下将发挥比金属齿轮更好的作用。与传统的金属齿轮相比MC尼龙齿轮强度和弹性模量均较低,难以承受重载荷,所以限制了其应用领域。为了使其更好地应用于工程实际,本文的对MC尼龙斜齿轮力学性能进行分析,主要工作和研究内容如下:1.对目前塑料齿轮在工业领域的应用和发展、应用有限元法对齿轮进行模态分析、以及应用有限元接触方法对齿轮进行模拟分析的研究现状和进展,进行了简要的概述。2.通过有机结合SolidWorks及其插件GearTrax、HyperMesh及ANSYS软件建立了斜齿轮及斜齿轮副的叁维有限元模型。这一从建立几何模型到最终进行有限元计算的方法,为工程人员及科研工作者进行有限元模拟分析提供了快速有效的途径。3.在上述建模的基础上,应用ANSYS的Block Lanczos法对MC尼龙斜齿轮进行模态分析,提取了低价固有频率和对应的主振型,较好地研究了系统的固有特性,为减小齿轮振动和噪声及避免齿轮传动系统发生共振,激振力的频率应与系统的固有频率错开。4.建立MC尼龙斜齿轮副啮合叁维有限元模型,通过应用ANSYS中瞬态动力学的full法,对斜齿轮副的啮合传动过程进行计算机模拟实验。结果表明,齿轮的最大应力出现在齿根位置,最大应力为84.3MPa,满足该载荷工况下的强度要求。接触线宽度和接触线倾斜角能反映出齿轮副在啮合过程中齿轮运行的平稳性。模拟实验结果为齿轮接触线宽度为1.33mm,接触线倾斜角与齿轮螺旋角大致相等,这表明斜齿轮在啮合过程中运行能保持相对平稳。同时,模拟实验还得到了齿根应力谱,为齿轮疲劳寿命计算提供依据。这些研究结果对进一步研发、改进和优化齿轮具有一定的参考价值。文章最后就进一步的研究方向做出了阐述。
康凯[2]2001年在《塑料齿轮强度研究》文中进行了进一步梳理本文主要研究了塑料齿轮的强度问题，利用齿轮模型设计程序和ANSYS有限元工程分析软件进行主要的研究工作。 首先，采用Maxwell模型作为表征塑料粘弹特性的模型，ANSYS软件中对粘弹性模型的相关公式和参数都是针对Maxwell而设定的。然后，利用Visual C++编制一个齿轮模型设计程序，通过此程序可以输出齿轮的初始啮合视图，更重要的是可以输出ANSYS软件所识别的APDL语言命令流，直接输入到ANSYS进行计算分析。通过以上运算，分析塑料齿轮和金属齿轮在静态和模拟动态下的弯曲强度问题，通过塑料齿轮与金属齿轮的对比研究，从而在考虑塑料的粘弹特性的情况下实现对塑料齿轮强度问题的研究。最后，通过实验来分析塑料齿轮和金属齿轮在受到静载和冲击时的一些应变情况，并以此与ANSYS软件分析的结果进行对比，通过实际的测试使理论研究更具说服力。
刘燚[3]2015年在《基于齿廓修形的小模数塑料齿轮的力学性能研究》文中认为小模数塑料齿轮主要是由注塑机注塑成型的。在注塑过程中,由于温度、浇注环境、注塑件形状的复杂性等诸多原因,塑料齿轮会发生非线性的收缩。这使得实际制造出来的塑料齿轮的齿形轮廓甚至齿轮参数与原本设计的不同,这些塑料齿轮在使用过程中会发生很多的工程问题。本文以伟易达电子有限公司的玩具产品中的小模数塑料齿轮为研究对象,介绍了塑料齿轮的制造工艺,提出以传统注塑方法得到的塑料齿轮的不足之处。通过分析塑料齿轮的啮合特性,研究了塑料齿轮齿根断裂和齿顶易磨损的原因,发现了齿根修形对齿轮齿根强度的影响以及齿顶修形对齿轮齿顶疲劳寿命的影响。以齿廓修形理论和方法为基础,并结合试验设计,得到塑料齿轮齿根和齿顶的最优修形方法。并利用ANSYS Workbench软件对修形前后的塑料齿轮的齿根强度和齿顶耐磨性分别进行结构静力和疲劳寿命的分析。为了验证其软件仿真的准确性以及试验设计的合理性,再对塑料齿轮的齿根强度与齿顶耐磨性进行了工程实物测试。最终达到提高塑料齿轮的强度与耐磨性的力学性能的目的,既解决了课题中的工程问题,又提高了企业的产品质量和经济效益,也为今后小模数塑料齿轮的设计提供了一定的参考。
陈怀国[4]2012年在《基于实际齿形的塑料齿轮强度修正系数计算》文中提出为了提高塑料齿轮齿根强度计算解析法的精度,建立了寻找塑料齿轮齿根危险截面位置的目标函数。基于笔者所开发的软件平台上设计的实际齿形,采用寻找目标函数最大值的方法计算出与齿形有关的强度修正系数,即对应于齿根危险截面的齿形系数和应力集中系数。该计算方法的特点是综合考虑了模数、齿数、压力角、变位系数、齿厚偏差、齿根圆角半径等多因素对强度修正系数的影响。
申屠君, 詹敏, 金江波, 谭春平[5]2013年在《自动门减速电机塑料蜗轮与钢制蜗杆传动参数优化》文中认为驱动电机为自动门的核心部分,机械传动强度和噪音成为自动们行业共性的问题,塑料蜗轮与钢制蜗杆传动是将塑料斜齿轮(即塑料蜗轮)代替金属蜗轮实现传递动力与运动的一种传动机构。文章主要根据材料的差异进行齿形强度的参数优化,研究解决自动门寿命和噪音技术难题。通过对塑料斜齿形横向正变位,端面加强筋注塑成型工艺,达到了产品100万次循环的寿命测试。
陈山林[6]2012年在《汽车门锁闭锁器小模数齿轮副啮合性能的有限元研究》文中认为汽车门锁闭锁器中传动用的小模数齿轮副多数是将塑料齿轮与金属齿轮配对使用,且多以金属齿轮为主动轮。此类齿轮副不仅拥有塑料齿轮的重量轻、能够吸振、自润滑等优势,还可以运用金属材料良好的导热性能改善其散热。然而塑料弹性模量低,热传导性差,热膨胀系数大；塑料齿轮在设计、应用上还没有一个统一的参照标准,而依据金属齿轮又会带来较大的差异性；针对此类齿轮副的分析研究也相对较少。所以,对此类齿轮副啮合性能进行系统而有效的分析,有着较高的理论和实践意义,对于应用此类齿轮副的企业具也有较高的经济效应,对齿轮副设计准则与研究方法的提出也具有重要意义。为此,本文以某汽车门锁闭锁器中的小模数齿轮副为研究对象,首先在CAXA电子图版中建立齿轮副模型,之后运用有限元分析理论和ANSYS12.0有限元分析软件对齿轮副的啮合性能进行较为全面的分析与研究。主要工作如下：(1)齿轮副的接触有限元分析：建立齿轮副精确的接触压力模型,研究齿轮副在一个啮合周期内的接触应力及应变分布,总结应力与应变在一个啮合周期内的分布规律；得到齿轮副最大接触应力为4.197MPa、应变为7.035μm,且最大应力与应变都发生在齿轮副在节点啮合时等结论。(2)塑料齿轮的本体温度场有限元分析：详细地讨论了齿轮副传动过程中热量的产生和传播,系统地介绍了传热学的一些定义和热力学有限元分析的基本方程；计算得出了齿轮副的摩擦热流量；建立了塑料齿轮的单齿有限元模型；得到塑料齿轮在工作时的最高温度为42.447℃、温升达到7.447℃、最高温度出现在节圆附近、金属齿轮分配的摩擦热量占总摩擦热流量的绝大部分(如在节点处啮合时达到91%)等结论。(3)在接触分析与热性能分析的基础上,对齿轮副在节点啮合时进行热-结构耦合性能分析,并讨论塑料材料的热膨胀系数与弹性模量(随温度升高而降低)对齿轮副啮合性能的影响；得到接触应力在考虑两种因素的耦合分析中最大(10.449MPa)、在仅考弹性模量影响的耦合分析最小(3.950MPa)、影响齿轮副耦合性能的主要因素是塑料齿轮的热膨胀系数等结论。(4)塑料齿轮的接触疲劳寿命有限元分析：探讨了塑料齿轮的失效形式和破坏机理；分析了齿轮副在节点处啮合时的接触疲劳寿命,得到塑料齿轮轮齿的疲劳寿命为52130次(小于实际要求的60000次),而累计疲劳系数为1.91844等结论。(5)对齿轮副进行了耐久实验：验证有限元分析结果的正确性与可靠性；对齿轮副优化的方向进行论述,包括齿轮副尺寸参数的优化、塑料齿轮材料的增强和改性、更换性能更优的材料。总之,齿轮副的接触强度和耐热性能均能满足工作要求,而且还具有较大的冗余度；而接触疲劳性能却满足不了工作需要、接触疲劳寿命达不到设计的要求,这也是该齿轮副失效的主要原因之一。
杨灿辉[7]2017年在《提升齿轮传动寿命的强度匹配方法》文中研究表明齿轮驱动的设计经常与传动元件寿命缩短的现象。而通过传动元件的强度匹配可以有效的解决这个问题,从而提高齿轮的传动寿命。从齿轮啮合机理的角度出发,经过对标准的设计参数的更改,使得蜗杆设计不仅可以满足传动比和强度的要求,而且反映了紧凑的结构,同时实现了传动部分的啮合强度匹配。本文首先简要阐述了齿轮动态特性,再此基础上研究了两种齿轮参数的修正方法,即改变模量和同时改变压力角和单一齿轮改变齿厚的两种方法。
杨猛, 阚树林, 谢超[8]2017年在《基于有限元法的新型汽车门锁中塑料斜齿轮强度仿真分析》文中指出为研究某新型汽车门锁中的塑料斜齿轮在工作条件下的轮齿受力情况,运用Abaqus建立了斜齿轮啮合的有限元模型,基于非线性接触算法对塑料斜齿轮的接触过程进行了仿真分析,并得到塑料斜齿轮的接触应力与弯曲应力。运用刘易斯方程及齿轮赫兹应力理论对塑料斜齿轮啮合过程中的许用应力进行了理论计算,并与有限元仿真结果进行对比;结果验证了塑料齿轮的强度满足实际工作的要求,并指出齿轮正常啮合过程中最大接触应力出现在齿轮双齿啮合区间,而最大弯曲应力发生在两齿啮合即将进入叁齿啮合位置,此时齿轮容易发生疲劳破坏,提出了提高齿轮轮齿强度的改进方案。研究为塑料齿轮的强度分析提供了理论依据。
曹雄刚[9]2007年在《基于模具CAE技术的塑料齿轮注射成型工艺参数的优化研究》文中研究指明本文基于CAE技术,模拟了塑料齿轮注射成型过程,采用Taguchi正交实验设计方法,对塑料齿轮翘曲变形量的影响规律进行了研究;以减小成型过程中翘曲变形量为质量目标,得到了最优的工艺参数组合。主要研究内容和结果有:(1)根据注射模流动模拟理论,建立了流动过程、保压过程、冷却过程的数学模型,通过合理的假设对模型进行了简化,并给出了边界条件,为数值分析和求解奠定了坚实的理论基础;(2)运用PRO/E软件建立了塑料齿轮的实体模型,运用有限元分析软件ANSYS对塑料齿轮进行结构静力学分析,求解了在静力载荷作用下结构的变形和应力等,校核齿轮强度,从而达到了优化齿轮结构的目的;(3)对塑料齿轮注射成型过程中流动、保压、冷却过程进行模拟,预测了成型过程中出现的各种成型缺陷,优化了温度、压力和时间等主要的注射成型工艺参数;(4)以减小注射成型过程中翘曲变形量为质量目标,采用Taguchi正交实验设计方法设计实验,通过模拟实验,对实验结果进行级差分析和方差分析,得到了最优的工艺参数组合和工艺参数对翘曲变形量的影响规律。并以最优的工艺参数组合为基准工艺参数,针对单一参数,进行单因子影响实验,给出了单个因子对翘曲变形量的影响规律。本文的研究结果为设计与制造注射模具提供了可靠的依据,能够指导生产实际,缩短产品开发和生产周期,具有重要的工程应用价值。
都兴鹏, 武献兵, 王安阳, 黄建忠, 孙小伟[10]2016年在《电控EGR阀齿轮断裂问题分析与解决》文中研究表明某电控EGR阀在耐久试验过程中出现双联齿轮啃齿问题。为解决此问题,首先确认断裂位置及形态;其次,利用电镜对失效样件进行断口分析、断口周边元素观测,初步确认齿轮失效原因;再次,通过计算机仿真分析对塑料齿轮啮合受力及断裂真因进一步确定,制定整改对策;最后,样件整改并策划试验进行验证。结果表明:PES塑料齿轮啃齿受温度影响不大,而齿轮根部强度及啮合长度是影响齿轮强度的决定因素。因此,通过优化齿轮参数、增加齿轮齿根强度,此问题最终得以解决。
参考文献：
[1]. 基于有限元法的MC尼龙斜齿轮性能分析[D]. 陈坤. 湘潭大学. 2011
[2]. 塑料齿轮强度研究[D]. 康凯. 北京化工大学. 2001
[3]. 基于齿廓修形的小模数塑料齿轮的力学性能研究[D]. 刘燚. 南昌大学. 2015
[4]. 基于实际齿形的塑料齿轮强度修正系数计算[J]. 陈怀国. 中国制造业信息化. 2012
[5]. 自动门减速电机塑料蜗轮与钢制蜗杆传动参数优化[J]. 申屠君, 詹敏, 金江波, 谭春平. 轻工机械. 2013
[6]. 汽车门锁闭锁器小模数齿轮副啮合性能的有限元研究[D]. 陈山林. 南京农业大学. 2012
[7]. 提升齿轮传动寿命的强度匹配方法[J]. 杨灿辉. 装备制造技术. 2017
[8]. 基于有限元法的新型汽车门锁中塑料斜齿轮强度仿真分析[J]. 杨猛, 阚树林, 谢超. 机械强度. 2017
[9]. 基于模具CAE技术的塑料齿轮注射成型工艺参数的优化研究[D]. 曹雄刚. 兰州理工大学. 2007
[10]. 电控EGR阀齿轮断裂问题分析与解决[J]. 都兴鹏, 武献兵, 王安阳, 黄建忠, 孙小伟. 中小企业管理与科技(中旬刊). 2016