大模数齿轮齿条的非线性接触强度分析.pdf

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1、2014年5月机床与液压Mav2014第42卷第9期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．42No．9DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．09．038大模数齿轮齿条的非线性接触强度分析王明旭，李永祥，杨磊，王振(河南工业大学机电工程学院，河南郑州450007)摘要：基于非线性的思想对大模数直齿渐开线轮齿啮合的非线性接触问题进行了研究。在分析大模数轮齿啮合过程中影响接触强度的相关因素的基础上，建立了精确的Pro／E三维参数化实体模型，应用ABAQUS的力学分

2、析模块对轮齿啮合静、动力学强度进行了分析，获取了齿面接触应力的分布状况，并与赫兹理论的计算结果进行了对比。结果显示：利用ABAQUS有限元方法得出的大模数轮齿啮合接触应力分布状况的计算结果与理论计算的结果误差在允许范围内，可以作为大模数齿轮齿条啮合的强度计算依据。关键词：大模数；齿轮齿条；非线性接触；有限元中图分类号：TH123．46文献标识码：A文章编号：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齿轮传动作为机械传动中的一种传动形式，在航限元法在大模数齿轮齿条

7、接触强度以及疲劳寿命研究空、航天、交通、机械和仪表制造等领域获得广泛的中的方法与思路。应用。随着科学技术的不断发展，很多大型机械装文中将基于非线性的思想对大模数直齿渐开线轮备，如：石油开采平台、大型升降设备、三峡升船机齿啮合的非线性接触问题进行研究，研究内容主要包平台、矿山机械和建筑机械等，都需要在高速、高括建立精确的Pro／E三维参数化实体模型，应用温、重载等工况下工作，为满足不同使用状况，要求ABAQUS的力学分析模块对轮齿啮合静、动力学强度齿轮机构具备大模数、高载荷、高转速、高可靠性、进行了分析

8、，获取齿面接触应力的分布状况，为齿轮轻质量、长寿命、高平稳性等特点。而齿轮齿条接齿条疲劳寿命的预测提供依据。触强度对于齿轮齿条的接触平稳性和使用寿命有着重1大模数齿轮齿条的实体建模要的影响。近年来齿轮齿条接触强度方面的研究得到由于渐开线大模数齿轮齿条传动模型的齿廓和接了研究者广泛重视，但仍存在一定的局限。尤其触状态的复杂性，使得很多有限元软件很难完整精确对大模数齿轮齿条的接触强度的研究目前仍缺少相关地绘制出标准的渐开线齿轮齿条模型，一般是在有限的理论支撑