【摘要】：針對ANSYS中建立斜齒輪嚙合實體模型困難的問題,提出了一種基于APDL參數(shù)化建立斜齒輪嚙合實體模型的方法�；邶X廓曲線方程,建立位于基準(zhǔn)位置的主、從動輪實體模型;以接觸線總長最小時的嚙合位置為初始嚙合位置,確定主、從動輪由基準(zhǔn)位置到初始嚙合位置的轉(zhuǎn)動相位,將主、從動輪旋轉(zhuǎn)至初始嚙合位置,建立斜齒輪初始嚙合實體模型;建立一個接觸線分布變化周期內(nèi)斜齒輪副的嚙合相位變化方程,通過對方程中嚙合相位系數(shù)的控制,實現(xiàn)對接觸線分布變化周期內(nèi)斜齒輪副任意嚙合位置的捕捉。數(shù)值實驗的結(jié)果表明,基于該建模方法生成的斜齒輪嚙合實體模型具有良好的幾何精度,能夠保證斜齒輪嚙合仿真結(jié)果真實可信。
【圖文】：

模型，即由齒廓曲線到齒廓端面再到齒輪實體模型。將斜齒輪實體模型由基準(zhǔn)位置旋轉(zhuǎn)到嚙合位置，建立斜齒輪精確嚙合模型。1斜齒輪實體模型在滿足工程應(yīng)用的前提下，在ANSYS中采取將斜齒輪的齒廓端面沿螺旋線掃描的方式生成斜齒輪實體模型。1.1齒廓漸開線段生成由漸開線的定義可知，如圖1所示，在不考慮齒形修緣和齒棱倒角的情況下，漸開線上QF為齒廓的漸開線段，F(xiàn)為起始點，Q為終止點，P為QF上任意一點，P的直角坐標(biāo)［1］為x=rpsinΦy=rpcos{Φ(1)rp=rb/cosαptΦ=φ+invαt－invα{pt(2)式中，rp為P點向徑;rb為齒輪基圓半徑;αt為端面齒形角;φ為齒厚半角;αpt為P點端面壓力角;αft、αqt分別為點F和點Q處端面壓力角。在ANSYS環(huán)境下，先定義出所需的斜齒輪參數(shù)［2］2－9，根據(jù)式(1)、式(2)，以αpt為自變量，在［αft，αqt］區(qū)間內(nèi)，利用*DO循環(huán)語句將各點坐標(biāo)寫入數(shù)組，定義出齒廓漸開線段上各點，再用BSPLIN命令依次連接各點，繪制齒廓漸開線段。圖1齒廓漸開線段示意圖1.2齒廓齒根過渡曲線段生成以齒條型刀具加工斜齒輪為例，建立如圖2所示的兩套坐標(biāo)系［3］，其中xOy是以工件回轉(zhuǎn)中心為坐標(biāo)原點的固定坐標(biāo)系，x1O1y1是以刀具加工節(jié)線為x1軸、刀齒齒槽中心線為y1軸、兩者交點為坐標(biāo)原點的動坐標(biāo)系，坐標(biāo)系x1O1y1與刀齒固聯(lián)，I為齒根過渡曲線上任意一點，K為滾齒過程中刀具節(jié)線與齒輪分度圓的瞬時切點，圖2中虛線齒廓為刀齒齒槽中心線與輪齒齒厚中心線重合時的刀齒齒廓，由圖2可知，I的直角坐標(biāo)為x=(x1－rω)cosω+(y1+r)sinωy=(y1+r)cosω+(rω－x1)sinωω=(x1

invα{pt(2)式中，rp為P點向徑;rb為齒輪基圓半徑;αt為端面齒形角;φ為齒厚半角;αpt為P點端面壓力角;αft、αqt分別為點F和點Q處端面壓力角。在ANSYS環(huán)境下，先定義出所需的斜齒輪參數(shù)［2］2－9，根據(jù)式(1)、式(2)，以αpt為自變量，，在［αft，αqt］區(qū)間內(nèi)，利用*DO循環(huán)語句將各點坐標(biāo)寫入數(shù)組，定義出齒廓漸開線段上各點，再用BSPLIN命令依次連接各點，繪制齒廓漸開線段。圖1齒廓漸開線段示意圖1.2齒廓齒根過渡曲線段生成以齒條型刀具加工斜齒輪為例，建立如圖2所示的兩套坐標(biāo)系［3］，其中xOy是以工件回轉(zhuǎn)中心為坐標(biāo)原點的固定坐標(biāo)系，x1O1y1是以刀具加工節(jié)線為x1軸、刀齒齒槽中心線為y1軸、兩者交點為坐標(biāo)原點的動坐標(biāo)系，坐標(biāo)系x1O1y1與刀齒固聯(lián)，I為齒根過渡曲線上任意一點，K為滾齒過程中刀具節(jié)線與齒輪分度圓的瞬時切點，圖2中虛線齒廓為刀齒齒槽中心線與輪齒齒厚中心線重合時的刀齒齒廓，由圖2可知，I的直角坐標(biāo)為x=(x1－rω)cosω+(y1+r)sinωy=(y1+r)cosω+(rω－x1)sinωω=(x1－y1cotθ){/r(3)式中，r為齒輪分度圓半徑;ω為滾切齒根時刀具節(jié)線繞工件分度圓的轉(zhuǎn)角;(x1，y1)為點I在坐標(biāo)系x1O1y1中的坐標(biāo)，為x1=Ｒ0tanγ/cos4β+cos2βtan2i幡

本文編號：2537151