發(fā)布時間：2021-07-23 04:45

　　純滾動單圓弧齒輪是在圓弧齒輪基礎上發(fā)展出來的一種新型的齒輪傳動,具有僅在節(jié)點處嚙合的特性。為獲得純滾動單圓弧齒輪彎曲應力計算公式,從統(tǒng)計學角度,利用正交試驗法對純滾動單圓弧齒輪嚙合過程中的彎曲應力進行分析。首先利用Pro/E對純滾動單圓弧齒輪進行參數(shù)化建模,導入到ANSYS Workbench進行仿真研究,然后對試驗數(shù)據(jù)進行了方差分析,得出了各因素對指標影響的主次順序;并通過逐步回歸分析法建立了純滾動單圓弧齒輪的彎曲應力計算的強度模型。 

【文章來源】：機械設計與制造. 2020,(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

純滾動單圓弧齒輪的三維模型

根據(jù)純滾動單圓弧齒輪嚙合理論，利用Pro/E參數(shù)化設計純滾動單圓弧齒輪。在對純滾動單圓弧齒輪做接觸分析時，需要對模型進行簡化，為能夠得到純滾動單圓弧齒輪嚙合時完整的嚙合過程，分別選取3對齒進行嚙合分析。同時，對齒輪的輪轂部位簡化[10]，推薦選取齒輪簡化內(nèi)圓半徑rn≤rf-1.5mn，式中：rf—齒根圓半徑；mn—齒輪的模數(shù)。采用3D實體模型進行靜力學分析，材料采用結構鋼，其彈性模量為2.11GPa，泊松比為0.3。網(wǎng)格劃分時采用掃略網(wǎng)格劃分，經(jīng)多次試算，單元棱長取1mm，結果收斂。凸圓弧齒輪和凹圓弧齒輪為柔體-柔體接觸，并為面-面接觸，其中設置凸圓弧齒輪為接觸面，凹圓弧齒輪為目標面。純滾動單圓弧齒輪基于彈性理論的有限元分析理論依據(jù)為小變形理論，其邊界條件為：在凹齒輪的內(nèi)圈進行全約束，凸齒輪的內(nèi)圈進行軸向和徑向約束，在凸齒輪內(nèi)圈施加轉矩。以第13組為例，其有限元模型，如圖2所示。

為了更清楚看到純滾動單圓弧齒輪的應變和應力情況，我們對其分開顯示。純滾動單圓弧齒輪的等效應變圖，如圖3所示。純滾動單圓弧齒輪的等效應力圖，如圖4所示。雖然純滾動單圓弧齒輪為在節(jié)點處點接觸，但是經(jīng)過一段時間的運行之后，其接觸面為近似橢圓形，其長軸方向沿齒寬方向，最大的接觸應力出現(xiàn)在接觸橢圓中心位置，在此處的接觸應變也最大，這與文獻[11]中的結論一致，說明分析方法可行。為分析純滾動單圓弧齒輪的齒根處彎曲應力，需要研究的路徑的等效應力情況，如圖5所示。首先設置路徑（1～2），然后提取此齒根線上的彎曲應力，將計算結果繪制齒根線（1～2）上的應力變化情況，如圖6所示。圖4 純滾動單圓弧齒輪的等效應力


本文編號：3298626