【摘要】：針對(duì)ANSYS中建立斜齒輪嚙合實(shí)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(shí)體模型的方法。基于齒廓曲線方程,建立位于基準(zhǔn)位置的主、從動(dòng)輪實(shí)體模型;以接觸線總長(zhǎng)最小時(shí)的嚙合位置為初始嚙合位置,確定主、從動(dòng)輪由基準(zhǔn)位置到初始嚙合位置的轉(zhuǎn)動(dòng)相位,將主、從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)至初始嚙合位置,建立斜齒輪初始嚙合實(shí)體模型;建立一個(gè)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(duì)方程中嚙合相位系數(shù)的控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明,基于該建模方法生成的斜齒輪嚙合實(shí)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(shí)可信。
【圖文】：

模型，即由齒廓曲線到齒廓端面再到齒輪實(shí)體模型。將斜齒輪實(shí)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(shí)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(shí)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(diǎn)，Q為終止點(diǎn)，P為QF上任意一點(diǎn)，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(diǎn)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(diǎn)端面壓力角;αft、αqt分別為點(diǎn)F和點(diǎn)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(diǎn)坐標(biāo)寫入數(shù)組，定義出齒廓漸開線段上各點(diǎn)，再用BSPLIN命令依次連接各點(diǎn)，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(diǎn)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(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的動(dòng)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(diǎn)，K為滾齒過程中刀具節(jié)線與齒輪分度圓的瞬時(shí)切點(diǎn)，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(shí)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(diǎn)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(diǎn)端面壓力角;αft、αqt分別為點(diǎn)F和點(diǎn)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(diǎn)坐標(biāo)寫入數(shù)組，定義出齒廓漸開線段上各點(diǎn)，再用BSPLIN命令依次連接各點(diǎn)，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(diǎn)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(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的動(dòng)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(diǎn)，K為滾齒過程中刀具節(jié)線與齒輪分度圓的瞬時(shí)切點(diǎn)，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(shí)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(shí)刀具節(jié)線繞工件分度圓的轉(zhuǎn)角;(x1，y1)為點(diǎn)I在坐標(biāo)系x1O1y1中的坐標(biāo)，為x1=Ｒ0tanγ/cos4β+cos2βtan2i幡

本文編號(hào)：2537151