直齒圓柱齒輪齒根應(yīng)力計算與動態(tài)測試.pdf

1、齒輪彎曲強度分析是齒輪高轉(zhuǎn)速、高強度、長壽命、低噪聲和高可靠性等研究的基礎(chǔ)。因此，齒輪靜動態(tài)嚙合特性的研究對提高齒輪承載能力和動力學(xué)性能具有一定的理論價值。本文主要研究的內(nèi)容如下：
　　(1)輪齒幾何建模。根據(jù)齒輪嚙合原理和展成加工法推導(dǎo)出較精確齒形曲線。通過MATLAB進行齒形離散，利用APDL將純文本形式的齒廓曲線數(shù)據(jù)導(dǎo)入ANSYS，實現(xiàn)齒輪參數(shù)化有限元建模。
　　(2)齒根應(yīng)力計算。根據(jù)Hertz接觸理論和齒輪嚙合原理

2、，把齒面載荷等效為線均布荷載和Hertz面均布荷載進行靜力等效分析和不同點嚙合的靜態(tài)接觸分析，得出齒根彎曲應(yīng)力的變化規(guī)律?；贏NSYS/LS-DYNA進行動態(tài)接觸分析，計算嚙合過程中齒輪動態(tài)接觸力、動態(tài)接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力，結(jié)果表明，齒輪在嚙入瞬間會有強烈的沖擊，接觸力和齒根彎曲應(yīng)力急劇波動，齒輪動態(tài)接觸力與轉(zhuǎn)速成正比。
　　(3)齒根動應(yīng)力測試?；邶X輪綜合性能測試試驗臺和LabVIEW集成系統(tǒng)，運用無線數(shù)據(jù)采集技術(shù)實時采集

3、試驗數(shù)據(jù)，得到轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩及齒根動態(tài)應(yīng)變等重要數(shù)據(jù)。研究表明，試驗所測得的結(jié)果與理論齒輪嚙合的齒根彎曲應(yīng)變的變化趨勢大致相似；在低載情況下，嚙入和嚙出沖擊起主導(dǎo)作用。
　　綜合仿真與試驗結(jié)果表明，試驗測得齒根彎曲應(yīng)力的數(shù)值與靜力等效分析、靜態(tài)接觸分析、經(jīng)典解析解大致相同；動態(tài)接觸分析的齒根應(yīng)力的變化趨勢與試驗結(jié)果也大致相同。上述研究表明，試驗和仿真分析的方法和結(jié)果是準確的，具有科學(xué)、實用的特點，為齒輪彎曲強度進一步的研究提供一些參考