齒輪承載能力相關(guān)系數(shù)的數(shù)值仿真分析.pdf

1、經(jīng)典的齒輪嚙合強(qiáng)度計(jì)算方法顯示齒間載荷分配系數(shù)Kα、齒向載荷分布系數(shù)Kβ的計(jì)算粗糙，對(duì)齒輪因受載變形等因素所帶來的影響做了較多簡(jiǎn)化，這會(huì)導(dǎo)致理論計(jì)算結(jié)果的偏差和對(duì)齒輪實(shí)際承載能力的估計(jì)不足。而現(xiàn)代的數(shù)值仿真可以做受載變形與承載能力的理論研究和分析，因此本文基于齒輪嚙合原理，運(yùn)用數(shù)值模擬方法對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪的載荷修正系數(shù)Kα、Kβ展開理論研究分析，目的是探索更為精確的Kα、Kβ值，從而提高齒輪傳動(dòng)承載能力的計(jì)算精確度。
　　運(yùn)用

2、Pro/E軟件建立了漸開線直齒圓柱齒輪裝配體的參數(shù)化模型，并使用ANSYS Workbench有限元軟件按照齒輪嚙合的工況，設(shè)定了邊界條件，進(jìn)行了一系列齒輪接觸力學(xué)的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)。運(yùn)用赫茲接觸理論，研究了齒輪嚙合過程的齒面接觸應(yīng)力的變化規(guī)律。對(duì)比了數(shù)值模擬和經(jīng)典理論計(jì)算的差異，從而推斷數(shù)值模擬分析的合理性。進(jìn)一步分析得到了齒輪嚙合過程中的一些基本規(guī)律，為齒輪載荷修正系數(shù)Kα、Kβ的準(zhǔn)確計(jì)算提供了基礎(chǔ)。
　　通過數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn):(

3、1)材料彈性模量對(duì)齒寬方向上的載荷分布影響不太明顯，但齒間載荷分配系數(shù)Kα?xí)S著彈性模量的減小而減小;(2)材料泊松比對(duì)齒向應(yīng)力分布影響較明顯，泊松比越大會(huì)使齒間載荷分配越不均勻;(3)齒寬過小或過大，都容易導(dǎo)致載荷在輪齒間的分配突變，且齒寬越大，雙齒與單齒嚙合區(qū)交替的沖擊力越大;(4)隨著轉(zhuǎn)矩的增大，應(yīng)力分布越不均勻;當(dāng)轉(zhuǎn)矩過小時(shí)，對(duì)載荷分配不利;(5)在齒輪齒向載荷分布系數(shù)的計(jì)算中可忽略摩擦因素的影響;當(dāng)摩擦系數(shù)小于0.1時(shí)，齒間載

4、荷分配系數(shù)Kα隨著摩擦系數(shù)的增大而減小，當(dāng)摩擦系數(shù)大于0.1時(shí)，齒間載荷分配系數(shù)Kα隨著摩擦系數(shù)的增大而增大。
　　本文分析比較了材料剛度、齒寬、載荷、摩擦系數(shù)等因素對(duì)Kα、Kβ值的影響，并得出各個(gè)因素對(duì)輪齒載荷分配率、齒寬面上的應(yīng)力分布的影響規(guī)律曲線。根據(jù)所得數(shù)據(jù)，采用Visual Basic6.0編制了計(jì)算漸開線直齒輪Kα、Kβ的程序。程序能夠計(jì)入各個(gè)影響因素的影響程度，計(jì)算出Kα、Kβ系數(shù)，提高了計(jì)算效率和準(zhǔn)確度。數(shù)值仿真結(jié)