大型开式齿轮损伤强度数值模拟分析

以某自升式平台齿轮、齿条升降系统为原型,基于数值模拟方法研究损伤对于大型开式齿轮强度的影响。利用有限元软件ANSYS建立自升式平台齿轮、齿条三维模型,定义齿轮表面硬化层与基体材料属性,用弹塑性方法分析平台在预压工况下齿轮、齿条的应力分布并将其与弹性分析结果进行对比。建立磨损、点蚀、裂纹齿轮模型并进行啮合模拟分析,研究不同损伤形式对于齿轮强度的影响。结果表明:齿面损伤的存在改变了啮合过程中轮齿上应力应变的分布,磨损使得塑性变形增大;点蚀和裂纹造成局部应力集中,将不同程度地降低齿轮的承载能力。     

自升式平台齿轮齿条强度有限元分析

基于有限元软件ANSYS建立某自升式平台升降系统齿轮齿条的三维模型,并计算平台在预压状态下齿轮齿条的应力,分析齿轮齿条在不同啮合位置时的Von mises 应力和齿面接触应力的分布情况,并将其与公式计算值进行对比.结果表明:齿轮齿条啮合过程中接触面上应力呈带状分布,最大应力出现在带状区域的两端,带状区域的中部应力相对较小;齿面和齿根是齿轮齿条啮合接触过程中容易失效的部位,升降系统齿面接触应力与齿根弯曲应力偏高,在升降系统的设计中应采取措施降低相应应力或提高材料强度;基于有限元方法的计算结果与公式计算值误差较小,可以作为该齿轮齿条强度分析的依据.     

自升式海洋钻井平台升降系统齿轮齿条啮合接触分析

齿轮齿条升降系统是自升式海洋钻井平台开展升降作业的关键装置，其齿轮齿条的强度关系到整个钻井平台的海上作业安全。为了对齿轮齿条强度进行校核，以渤海某自升式海洋钻井平台为例，采用接触分析方法，对其齿轮齿条升降装置进行啮合受力分析，并在此基础上根据现有相关规范对齿轮齿条的接触强度和弯曲强度进行校核并给出分析建议。     

塑料斜齿轮与钢制蜗杆传动的热力分析

结合齿轮啮合原理,推导出塑料斜齿轮与钢制蜗杆传动副的啮合方程式.基于MSC.Patran/Nastran建立塑料斜齿轮和钢制蜗杆传动的本体温度场,并对啮合传动副进行有限元结构分析,得到此传动机构热平衡过程中载荷、本体温度和环境温度之间的内在联系.并通过赫兹接触理论验证了有限元分析的正确性.结果表明:在该传动过程中,热源从啮合齿面逐渐扩散到轮齿端面和非工作齿面上,热平衡时啮合齿面上轮齿中部靠近分度圆处温度最高,而轮齿端部温度最低.     

海上齿轮齿条闭式液压升降系统设计与仿真

升降系统作为自升式海洋平台的核心部分,几乎被国外厂家垄断,严重制约着我国海洋油气的规模开发。为摆脱国外技术的束缚,文中基于90 m自升式海洋平台的开式液压升降系统,设计了一套国内空缺的齿轮齿条闭式液压升降系统,给出该升降系统的数学模型,并应用AMESim软件对系统的升船工况进行仿真分析。数学模型与仿真结果表明:该闭式液压升降系统的操作性能和提升能力满足设计要求,系统运行安全平稳,从而验证了该系统设计合理性。     

齿轮啮合动态接触过程仿真分析

以圆柱体接触力学相关原理为基础,基于Ansys/Ls-dyna操作平台,对齿轮啮合过程动态接触应力进行有限元仿真分析.将啮合齿轮等效为两圆柱体接触,以等效圆柱体的接触应力作为齿轮接触应力,将有限元计算结果与Hertz理论进行对比分析发现,齿轮接触过程最大接触应力与Hertz理论较为接近,说明该等效模型的正确性.在单齿啮合区,其接触应力较双齿啮合处有所增加;在双齿啮合区,其最大接触应力较为平稳.轮齿两端处的接触应力远大于齿面中间处的接触应力,在轮齿中间区域,其接触应力分布比较均匀.     

航空发动机齿轮接触分析与修形研究

基于齿轮啮合原理,在有限元分析软件ANSYS中采用APDL语言建立了齿轮传动三维参数化有限元模型.依据传热学和摩擦学理论,建立了单个轮齿的本体温度有限元分析模型,利用ANSYS软件求解出单个轮齿的本体温度场.将温度分布作为轮齿的温度载荷,计算轮齿的热变形,求出基于热变形的齿廓最大修形量.此外,依据经验公式,根据轮齿的受载情况计算齿廓的最大修形量.结合修形理论,得出了热弹耦合修正的渐开线齿廓修形曲线方程.通过ANSYS接触分析验证修形效果,得到修正后的修形曲线方程.     

直齿轮接触有限元分析及轮齿热弹变形

本文提出了一种改进的轮齿弹性啮合有限元计算模型,给出了有限元混合法在二维弹性接触问题中的一般计算过程;建立了用有限元法分析直齿轮三维边界非线性本体温度场的半解析计算格式,并适当的讨论了传热边界条件的处理,最后以济南第一机床厂MAZAK精密车床主轴齿轮箱一齿轮付为例,展示了有限元法在齿轮弹性啮合特性分析与修形设计、齿轮本体温度及热变形计算等方面的应用。     

弧齿锥齿轮本体温度场及其敏感性分析

分析了弧齿锥齿轮啮合过程中轮齿的相对滑动速度和齿面摩擦因素以及摩擦热流的计算方法,建立了轮齿稳态本体温度场的有限元模型．通过具体实例,计算了弧齿锥齿轮稳态本体温度场分布,分析了本体温度场对转速、载荷和润滑油温度的敏感性．研究结果对改善弧齿锥齿轮的传动性能和润滑状况有一定的指导意义．     

基于积分模型的斜齿轮转子系统振动特性分析

为了模拟工程应用中斜齿轮转子系统的动力学特性,考虑齿轮齿面刚度分布场、传递误差分布场、啮合过程中啮合刚度、摆动刚度和刚度中心等参数,建立了通用的斜齿轮集中质量模型.将该模型与转子系统有限元模型进行了耦合,得到了斜齿轮转子系统有限元模型.最后,以一对斜齿轮转子系统为例,分析了该系统的振动响应特性.研究结果表明:该模型能够有效精确地模拟齿轮之间的啮合.通过对啮合力响应进行傅里叶分析,表明齿轮1倍啮合频率对系统响应影响最大,而其他频率对系统振动响应影响较小.     

弯曲齿条啮合传动的重合度

齿轮齿条在工程应用中具有广泛的应用,通常使用重合度作为衡量齿轮齿条承载能力和传动平稳性的指标。但由于制造工艺或载荷等原因,齿条可能会发生弯曲变形,弯曲后齿轮齿条的重合度难以计算。基于齿条不同方向弯曲模型,分别得出齿条在沿齿向弯曲、沿齿背方向弯曲和沿齿侧方向弯曲的重合度计算公式,并进一步推导出复合弯曲条件下的齿条重合度计算公式。针对一种型号的齿轮齿条钻机进行实例分析,研究齿条在各方向上弯曲不同角度后的齿轮齿条重合度曲线,结果表明:齿条不同方向的弯曲角度对齿轮齿条啮合的影响程度各不相同,可得齿背方向弯曲对啮合的影响最为显著。     

演艺车台多级驱动机故障分析及结构改进

驱动机是实现演艺车台精确平稳运行、延长使用寿命、可靠启停的核心部件.针对传统齿轮齿条驱动式车台由一级驱动进入二级驱动时出现的振动与噪声,经故障分析对驱动机进行结构改进设计.具体工作包括:对齿条进行端头整体倒圆以便逐渐啮合,加设弹簧装置以减少冲击,使用变频调速控制系统保证多级驱动机同步运转,并采用弹性套柱销联轴器带动齿轮驱动齿条.基于Solidworks和Adams联合仿真,对改进驱动机的齿轮齿条啮合瞬时接触力进行分析.通过振动测试和实际噪声测量,与传统驱动机构相比改进后的驱动机构使得车台运行效果良好,振动量与噪声较传统齿轮齿条驱动式车台均有所降低.     

关于圆弧齿线圆柱齿轮变位的论证

本文根据啮合理论的知识,首先推导出圆孤齿线圆柱齿轮副与其中间齿条的齿廓啮合的基本方程式,进而导出其传动比表达式,并由此证明了圆弧齿线圆柱齿轮能够变位,但只能采用等量变位     

齿轮齿条钻机起升系统多体动力学建模与分析

齿轮齿条钻机可以利用齿条齿轮技术带动顶部驱动装置直接起下钻具,是目前国内较为先进的新型石油钻机。建立了井架的等效模型和起升系统的等效模型,利用能量法,建立拉格朗日方程,对齿轮齿条钻机的起升系统进行多体动力学分析。利用ADAMS建立虚拟样机,对数学模型的分析结果进行验证。由于井架刚度很大,研究齿轮齿条钻机起升系统的动力学特性时,可忽略其柔性的影响。考虑钻柱运动所受阻尼作用,开钻初始时刻钻头有较为明显的振动,但不影响向下钻进的速度,且逐渐趋于平稳钻进。     

正交轴圆柱蜗杆蜗轮副的啮合转化特性分析

利用正交轴圆柱蜗杆传动的特殊性，提出了把此类空间啮合转化成轮齿条啮合的方法，并对啮合条件、一类界占二类界点条件、啮合轴等啮合特性进行了分析，结果表明，这种方法可以使设计计算得到了简化。     

圆弧齿轮泵传动平稳性的研究

将圆弧齿轮泵的啮合情况转化为等效四杆机构,推导出用于计算圆弧齿轮泵中两轮传动比的公式,并利用此公式,分析了小齿轮齿廓凹圆弧中心位置与大齿轮齿廓凸圆弧中心位置对圆弧齿轮泵传动平稳性的影响。     

面齿轮传动新齿形与齿面修形研究现状与展望

面齿轮传动是一种新型的齿轮传动形式,在航空航天领域具有重要的应用,其新齿形与齿面修形研究已成为齿轮传动的研究热点。首先,从齿面展成、啮合理论、设计方法和啮合特性等方面对国内外在面齿轮传动传统齿形的相关研究成果进行了概述;其次,阐述了国内外在新齿形面齿轮传动的啮合理论与设计方法方面的研究现状;再次,详细归纳论述了面齿轮传动在面齿轮齿面修形与小轮齿面修形两个方面的重要研究进展;最后,总结展望了今后面齿轮传动在新齿形加工、修形齿面的啮合分析、修形齿面的承载能力分析、修形优化设计、软件开发等方面的研究方向。     

非对称齿廓渐开线斜齿圆柱齿轮的齿形设计及啮合分析

为了提高齿轮的传动性能和承载能力,提出一种新型的非对称渐开线斜齿圆柱齿轮.设计了用于加工非对称渐开线斜齿轮的齿条型刀具,分析了齿条型刀具与齿轮之间的参数关系.建立了非对称斜齿轮端面、法面、轴面的齿廓方程以及沿齿轮轴向的螺旋曲面方程,研究了非对称斜齿轮对的啮合关系,并推导了进行内、外啮合非对称渐开线斜齿轮的共轭齿轮的坐标变换矩阵.以文中分析的斜齿轮参数关系为基础,通过三维软件建立了参数化的非对称渐开线斜齿圆柱齿轮三维模型,验证了本文所创建的数学模型和理论分析的正确性.     

展成直齿圆柱齿轮过渡圆弧的啮合分析

基于展成直齿圆柱齿轮轮齿侧面的啮合分析,本文系统地导出了用齿条刀具展成直齿圆柱齿轮过渡圆弧的有关重要啮合公式,对进一步研究线接触啮合理论具有重要的指导意义.     

展成直齿圆柱齿轮轮齿侧面的啮合分析

系统地导出了用齿条刀具展成直齿圆柱齿轮轮齿侧面的有关重要啮合公式 ,对进一步研究线接触啮合理论具有重要的指导意义