基于ADAMS的齿轮齿条刚柔耦合啮合分析.pdf

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1、机械设计与制造第7期200MachineryDesign&Manufacture2012年7月文章编号：1001—3997(2012)07—0200—02基于ADAMS的齿轮齿条刚柔耦合啮合分析徐方舟魏小辉张明聂宏(南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，南京210016)MeshingAnalysisofRigid-flexibleCoupledModelforRackandPinionBasedonADAMSXuFang—zhou，WEIXiao—hui，ZHANGMing，NIEHong(KeyLaboratoryofFundamentalSc

2、ienceforNationalDefense—AdvancedDesignTechnologyofFlightVehicle，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，China)【摘要】通过CATIA建立大型民机齿轮齿条式前轮转弯机构中齿轮齿条运动机构的三维实体模型，在ABAQUS中建立有限元模型并定义相关接触参数，对齿轮齿条啮合情况进行齿面接触应力以及齿根弯曲应力的分析。以Heaz弹性碰撞理论为基础，在ADAMS中进行了齿轮齿条刚体啮合力计算。并在刚体啮合力计算的基础上将齿轮和齿条作为

3、柔性体，在ADAMS中进行刚柔耦合啮合力及齿根应力分析，将啮合力结果与刚体分析进行对比发现其基本吻合，而齿根弯曲应力与有限元分析结果则相差24．8％。关键词：齿轮齿条；啮合力；动力学仿真；ADAMS；弯曲应力【Abstract】Athree-dimensionalrackandpinionmodelfornosewheelsteeringmechanismofalargecivilaireraftisestablishedthroughCATIA．Thenafiniteelementmodelissetupandrelevantcontactpa-rameters

4、aredefinedinABAQUStoanalyzethetoothSuTfacecontactstressandtoothrootbendingstressoftherackandpinionmeshing．BasedontheelasticcollisiontheoryofHertz，therackandpinionrigidbodymeshingforceiscalculatedinADAMS．@erthat，withtherackandpinionbeingtakenasafiexiblebody,therigid-flexibleengagingfor

5、ceandtoothrootstressareanalyzedinADAMS．Theoutcomesshowthattheengagingforceresuhisbasicallyconsistantwiththerigidbodyanalysis，andthetoothrootbendingstressandthefiniteelementanalyzingresuhdiffersby24．8％．KeyWords：RackandPinion；MeshingForce；DynamicAnalysis；ADAMS；BendingStress中图分类号：TH16，TH

6、132．41文献标识码：A1引言2齿轮齿条的有限元分析齿轮齿条式转弯机构是常见的前轮转向机构之一，对齿轮在CATIA中采用DMU模拟渐开线形成过程，拾取轨迹，从齿条转弯机构中的关键部位—齿轮齿条进行强度分析是有实际而形成齿轮齿廓，建立齿轮齿条j维模型。齿轮齿条重合度为意义的。对于齿轮接触问题，已有不少学者做了大量的研究工作。1．752，故传动时有一齿啮合和两齿啮合两种情况。轮齿受力最大一些科研人员『l1基于ADAMS建立了齿轮啮合传动模型，对比了发生在一齿啮合向两齿啮合转换的时候，即单对齿啮合区最高离散齿啮合和连续齿啮合的啮合力。一些科研人员目对速度和加点，此时受

7、力齿数最少，且啮合部位离齿根最远，齿根所受弯矩最速度对齿轮啮合力的影响作了相应分析，得到了在加速情况下，大。选取这种特殊状态进行轮齿的应力分析。直齿圆柱齿轮基本啮合力在低速和匀速条件下一致，但随速度增加，啮合力呈指数参数如下：齿数Z=25，模数m=Smm，分度圆压力角a=20。，齿厚增长的结论。一些科研人员对齿轮啮合仿真计算的参数选取作b=70mm。负载转矩为12000N·nl。了相应研究。对于轮齿强度也有很多相关理论研究以及计算标准。一些科研人员~,-j-沿齿宽方向不同网格密度对有限元分析结果的影响作了一定分析，论述了消除舍人误差的必要性。一些科研人员日采用AN

8、SYS建立