齿轮传动的三维建模及有限元静力学分析

以某减速器的齿轮传动为例,利用Pro/E创建齿轮传动的三维实体模型。通过Pro/E与ANSYS软件的连接,将模型导入ANSYS中,形成相应的有限元模型,对一定载荷作用下齿根弯曲应力进行有限元分析,得出了齿轮变形及应力分布情况。提出了精确、迅速计算齿根弯曲应力的方法,较常规的计算方法得到的结果更为可靠,为齿轮传动的可靠性设计提供理论依据和方法。     

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.     

渐开线直齿圆柱齿轮有限元仿真分析

利用ANSYS软件对齿轮变形和齿根应力进行了有限元计算,建立了一对齿轮接触仿真分析的模型,利用ANSYS的面面接触单元进行齿轮接触仿真分析,计算了齿轮啮合中的接触应力和接触变形,说明了ANSYS在齿轮计算尤其在接触分析上的有效性,为齿轮的优化设计和可靠性设计及CAE奠定了基础.     

带式输送机传动滚筒轴的弯扭组合分析

以某矿用带式输送机传动滚筒轴为例,对其在弯扭组合作用下进行理论受力计算和有限元分析。通过计算分析得出传动滚筒轴在弯扭组合作用下的最大理论应力值和最大变形区域。对传动滚筒轴建模,使用有限元软件ANSYS workench对其进行模拟仿真,与理论计算值对比后,得出传动滚筒轴在弯扭组合作用下强度条件符合要求的结论。仿真结果对传动滚筒轴的设计具有一定的指导意义。     

斜齿轮传动过程的力学性能及疲劳寿命预测

根据齿轮传动中轮齿折断和齿面点烛疲劳破坏现象,基于齿轮啮合原理,对斜齿轮啮合过程的力学性能及疲劳寿命预测进行研究,结合实例分析计算齿轮传动过程中齿面接触应力变化规律和齿根弯曲应力变化规律;利用ANSYS建立斜齿轮副有限元模型,分析齿面接触应力和齿根弯曲应力,将其与理论计算结果比较,验证有限元分析方法的正确性;利用FE-SAFE中的名义应力分析法对斜齿轮副的危险部位进行疲劳寿命预测.     

某工程车辆变速器齿轮静态弯曲疲劳寿命分析

基于对齿轮强度的理论分析与计算,采用有限元分析软件ANSYS对某工程车辆变速器高速档齿轮进行静力学分析,通过对齿轮静态弯曲应力的有限元计算,验证该高速档齿轮是否满足变速器齿轮强度要求.运用FE-SAFE软件进行齿轮疲劳寿命分析,并通过ANSYS得到齿轮的疲劳寿命云图,结果表明该变速器高速档齿轮弯曲疲劳寿命是满足要求的.     

基于ANSYS的传动滚筒的有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件,建立了带式输送机传动滚筒有限元模型,对传动滚筒的应力分布规律进行了计算和分析,为进一步研究滚筒的应力状况,实现滚筒的自动化设计提供了理论依据。     

三环减速器齿环板的有限元分析

齿环板是三环减速器的重要传动零件,既是平行四边形机构的连杆,又与输出轴上的外齿轮互相啮合,其结构和受力情况都比较复杂.对齿环板受力进行了分析,计算了7种工况下齿环板所受的载荷力,应用ANSYS软件对其进行有限元分析求解.结果表明最大应力和最大位移都出现在()=120°时的工况位置,且出现在受啮合力轮齿的齿根处.计算结果表明三环减速器齿环板的强度满足要求,这对三环减速器的设计计算和结构优化具有重要的意义.     

300MW烟汽轮机传动薄片的寿命计算

通过分析汽轮机传动薄片的特性,利用有限元软件ANSYS8.0对金属薄片传动中圆环式薄片进行了应力分析计算,进而应用局部应力—应变法计算薄片的疲劳寿命。并对薄片的寿命影响因素进行了对比分析讨论,给设计制造转动装置提供了依据。     

某行星齿轮减速器多齿啮合动力学特性研究

为了探究行星齿轮减速器的传动情况,对某实际行星齿轮减速器进行了静态分析、模态分析以及裂纹对结构固有频率影响的分析。运用SolidWorks三维软件对行星齿轮减速器进行建模与装配,借助有限元分析软件ANSYS Workbench对行星齿轮传动系统进行仿真模拟。分别通过瞬态动力学直接积分法和模态分析理论获得了行星齿轮轮齿啮合的应力、应变、接触压力及固有振动特性。结果表明,行星齿轮系最大应力、应变、啮合接触压力等动态特性呈现周期规律性变化,最大值出现在太阳轮的齿根处;低阶模态是齿轮设计、优化考虑的重点。在此基础上,探讨了太阳轮齿根处因应力、应变过大出现裂纹后对行星齿轮副模态的影响。该研究可为行星齿轮副传动的设计、优化及故障诊断提供参考。     

渐开线直齿圆柱齿轮的有限元分析

利用有限元软件ANSYS的建模功能,建立渐开线标准直齿圆柱齿轮的二维和三维有限元模型。在此基础上对静载荷作用下齿轮的齿根应力和齿轮变形进行有限元分析,比较二维模型和三维模型的模拟结果,并与传统的齿轮强度计算方法作比较。同时在ANSYS/LS-DYNA程序中研究冲击载荷作用下齿轮的齿根应力随冲击脉冲时间变化的情况。     

基于ANSYS Workbench的翻转机构传动主轴优化分析

传动主轴是翻转机构的重要部件,对传动主轴及其附属机构的研究对翻转机构的优化具有重要的意义.以翻转机构的传动主轴及附属的结构为研究对象,将Pro/E装配体的子结构模型导入ANSYS Workbench分析工具并确立有限元模型.对传动主轴、齿轮、键及拨叉等关键零部件进行瞬态动力学分析,计算出各零部件的应力和应变.在此基础上,对传动主轴及键连接的强度和刚度进行判断,并提出传动主轴的结构优化方案.     

谐波齿轮柔轮有限元分析及结构参数优选

为了提高谐波齿轮传动的使用寿命,需要提高柔轮的强度。本文基于有限元分析软件ideas,建立谐波齿轮柔轮的有限元模型,对其进行静力学分析,得到了柔轮应力及位移分布规律,最大应力出现在柔轮齿根与光滑简体过渡处。并通过对柔轮结构参数的优选,得到了质量轻、强度大、刚度合格的柔轮。为谐波齿轮传动中柔轮设计参数的选择提供了有价值的参考。     

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.     

楼道升降机齿轮齿条传动强度分析

运用ANSYS Workbench软件对楼道升降机的齿轮齿条结构进行静力学分析，先研究楼梯非转弯处的直线齿条，将其齿根处抗折断强度的理论值与ANSYS软件有限元仿真结果进行对比，得出符合此工况的齿轮齿条模型加载方式，再将此方式应用到曲线齿条。结果表明：在楼道非转弯处，直线齿条齿根处的最大应力值与理论计算值基本吻合，且大于齿轮齿根处的最大应力值；在楼道转弯处，不同折弯半径的齿条与齿轮啮合时，齿轮和齿条的齿根处最大应力值呈现先增加后减小的趋势，最终在齿条折弯半径达到500 mm时，齿轮和齿条的齿根处最大应力达到最大，分别为204.19 MPa、400.46 MPa。     

基于动载荷谱的齿轮弯曲疲劳寿命预测

为了探讨齿轮弯曲疲劳寿命计算问题,将齿轮疲劳总寿命分为两个阶段,即疲劳裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命.通过ADAMS软件仿真实验齿轮的工作情况,使其接近真实状况,得到齿轮载荷谱.根据齿轮载荷谱,利用有限元ANSYS软件分析在齿轮齿根危险截面处的最大应力.采用断裂力学、雨流法和Miner疲劳损伤累积模型,对考虑动载荷情况下的齿轮弯曲疲劳寿命进行预测,推导了齿根裂纹萌生期和扩展期的疲劳寿命计算公式.在高频疲劳试验机上对算例齿轮进行了双齿脉动加载齿根弯曲疲劳寿命实验研究,理论计算结果与实验结果基本吻合,验证了本文理论分析的正确性.     

基于曲线优化提高齿轮弯曲强度的方法

为了提高渐开线齿轮齿根的承载能力,结合啮合原理和APDL语言对齿条型刀具展成的齿轮进行了参数化有限元建模。采用有理二次Bezier曲线替代齿轮原有的齿根过渡曲线,应用ANSYS内嵌的优化方法寻求有理二次Bezier曲线权因子的最优解使齿根弯曲拉应力最小,通过悬臂梁模型对优化结果进行解析计算并对啮合齿轮进行三维有限元接触应力分析。研究结果表明:对于给定参数齿轮,优化齿轮相对未优化齿轮齿根弯曲拉应力降低了约21%,解析计算结果与数值仿真结果基本一致,验证了优化结果的准确性;三维接触分析的等效接触应力基本不变而接触应力稍有减小,由于加载位置和有限元模型的不同,齿根弯曲拉应力降低的百分比有所减小。但综合来看,在齿面接触强度稍有提高的情况下,优化的齿轮比未优化的齿轮表现出较高的齿根弯曲强度,对齿轮的传动非常有利。     

基于极限分析的铝板翅式换热器封头许用接管载荷计算方法研究

对承受内压和接管载荷的板翅式换热器封头结构,运用有限元分析软件ANSYS对其进行了极限分析,计算出许用接管载荷后再对其作弹性有限元分析.采用应力分析设计方法,根据ASME-Ⅷ锅炉和压力容器标准第八卷第二册中的设计准则对在最大允许接管载荷作用下的结构应力最大点进行评定,为计算板翅式换热器封头接管载荷提供了可行性方法.     

摆线齿轮滚刀的三维参数可视化设计

为解决摆线齿轮滚刀设计过程的低效、低精度、周期长等问题,应用Auto CAD的二次开发工具Visual Basic of Application,开发出摆线齿轮滚刀三维参数可视化软件.在软件的输入界面中输入摆线齿轮滚刀的主要参数,即可创建摆线齿轮滚刀的三维参数可视化实体模型.再在ANSYS中对摆线齿轮滚刀的三维实体模型进行有限元分析,得出摆线齿轮滚刀的应力、应变、位移云图,通过分析初步得到摆线齿轮滚刀的切削性能和失效形式.     

三环减速器齿环板的有限元分析

齿环板是三环减速器的重要传动零件,既是平行四边形机构的连杆,又与输出轴上的外齿轮互相啮合,其结构和受力情况都比较复杂。对齿环板受力进行了分析,计算了7种工况下齿环板所受的载荷力,应用ANSYS软件对其进行有限元分析求解。结果表明最大应力和最大位移都出现在φ=120°时的工况位置,且出现在受啮合力轮齿的齿根处。计算结果表明三环减速器齿环板的强度满足要求,这对三环减速器的设计计算和结构优化具有重要的意义。