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1、2014年5月機(jī)床與液壓Mav2014第42卷第9期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1.42No.9DOI:10.3969/j.issn.1001—3881.2014.09.038大模數(shù)齒輪齒條的非線(xiàn)性接觸強(qiáng)度分析王明旭,李永祥,楊磊,王振(河南工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,河南鄭州450007)摘要:基于非線(xiàn)性的思想對(duì)大模數(shù)直齒漸開(kāi)線(xiàn)輪齒嚙合的非線(xiàn)性接觸問(wèn)題進(jìn)行了研究。在分析大模數(shù)輪齒嚙合過(guò)程中影響接觸強(qiáng)度的相關(guān)因素的基礎(chǔ)上,建立了精確的Pro/E三維參數(shù)化實(shí)體模型,應(yīng)用ABAQUS的力學(xué)分
2、析模塊對(duì)輪齒嚙合靜、動(dòng)力學(xué)強(qiáng)度進(jìn)行了分析,獲取了齒面接觸應(yīng)力的分布狀況,并與赫茲理論的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果顯示:利用ABAQUS有限元方法得出的大模數(shù)輪齒嚙合接觸應(yīng)力分布狀況的計(jì)算結(jié)果與理論計(jì)算的結(jié)果誤差在允許范圍內(nèi),可以作為大模數(shù)齒輪齒條嚙合的強(qiáng)度計(jì)算依據(jù)。關(guān)鍵詞:大模數(shù);齒輪齒條;非線(xiàn)性接觸;有限元中圖分類(lèi)號(hào):TH123.46文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001—3881(2014)9—138—4NonlinearAnalysisofContactStrengthofLargeModulusGea
3、rRackandPinionWANGMingxu,LIYongxiang,YANGLei,WANGZhen(SchoolofMechanical&ElectricalEngineering,HenanUniversityofTechnology,ZhengzhouHenan450007,China)Abstract:Thenonlinearcontactproblemoftheinvoluteprofileteethmeshingofalargemodulusstraighttoothwasstudi
4、edbasednonlinearconcept.TheprecisePro/E3Dparametricsolidmodelwasestablishedbasedontheanalysisofrelatedfactorsaffectedthecontactstrengthinalargemodulustoothmeshingprocess.Teethmeshingstaticanddynamicstrengthwereanalyzedinutilizingthemechanicsanalysismodu
5、leoftheABAQUS,thetoothsurfacecontactstressdistributionwasgotten,andwerecomparedwiththeHertztheorycalculations.TheresultsshowthattheresultsofelTorsbetweenthefiniteelementmethods(FEM)derivedintheABAQUSoflargemodulusteethmeshingcontactstressdistributionoft
6、hecalculatedresultswiththesetheoreticalcalculationsarewithintheallowa—blerange,whichcanbethecalculationbasisaslargemodulusgearrackandpinionmeshingstrength.Keywords:Largemodulus;Rackandpinion;Nonlinearcontact;Finiteelement齒輪傳動(dòng)作為機(jī)械傳動(dòng)中的一種傳動(dòng)形式,在航限元法在大模數(shù)齒輪齒條
7、接觸強(qiáng)度以及疲勞壽命研究空、航天、交通、機(jī)械和儀表制造等領(lǐng)域獲得廣泛的中的方法與思路。應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,很多大型機(jī)械裝文中將基于非線(xiàn)性的思想對(duì)大模數(shù)直齒漸開(kāi)線(xiàn)輪備,如:石油開(kāi)采平臺(tái)、大型升降設(shè)備、三峽升船機(jī)齒嚙合的非線(xiàn)性接觸問(wèn)題進(jìn)行研究,研究?jī)?nèi)容主要包平臺(tái)、礦山機(jī)械和建筑機(jī)械等,都需要在高速、高括建立精確的Pro/E三維參數(shù)化實(shí)體模型,應(yīng)用溫、重載等工況下工作,為滿(mǎn)足不同使用狀況,要求ABAQUS的力學(xué)分析模塊對(duì)輪齒嚙合靜、動(dòng)力學(xué)強(qiáng)度齒輪機(jī)構(gòu)具備大模數(shù)、高載荷、高轉(zhuǎn)速、高可靠性、進(jìn)行了分析
8、,獲取齒面接觸應(yīng)力的分布狀況,為齒輪輕質(zhì)量、長(zhǎng)壽命、高平穩(wěn)性等特點(diǎn)。而齒輪齒條接齒條疲勞壽命的預(yù)測(cè)提供依據(jù)。觸強(qiáng)度對(duì)于齒輪齒條的接觸平穩(wěn)性和使用壽命有著重1大模數(shù)齒輪齒條的實(shí)體建模要的影響。近年來(lái)齒輪齒條接觸強(qiáng)度方面的研究得到由于漸開(kāi)線(xiàn)大模數(shù)齒輪齒條傳動(dòng)模型的齒廓和接了研究者廣泛重視,但仍存在一定的局限。尤其觸狀態(tài)的復(fù)雜性,使得很多有限元軟件很難完整精確對(duì)大模數(shù)齒輪齒條的接觸強(qiáng)度的研究目前仍缺少相關(guān)地繪制出標(biāo)準(zhǔn)的漸開(kāi)線(xiàn)齒輪齒條模型,一般是在有限的理論支撐