斜齿轮建模及接触应力分析.pdf

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1、·信息技术·于涛．等·斜齿轮建模及接触应力分析斜齿轮建模及接触应力分析于涛，李超，吕凤娟f山东科技大学机械电子工程学院，山东青岛266590)摘要：齿轮传动是应用最为广泛的传动方式，而斜齿轮因其自身特点多适用于高速、重载传动。以斜齿圆柱齿轮为研究对象，利用UG软件建立斜齿轮模型，通过AnsysWorkbench对其进行接触应力分析。根据计算结果分析齿轮的失效形式并给出合理的改进方法。关键词：斜齿轮；接触应力；失效形式中图分类号：TH132．41；TP391．9文献标志码：B文章编号：1671—5276(2015)02—0109—02Modelingan

2、dContactStressAnalysisofHelicalGearBasedonUGandAnsysWorkbenchYUTao．LIChao，LUFeng-juan(CollegeofMechanicalElectronic，ShandongUniversityofScienceandTechnology，Qingdao266590，China)Abstract：Gearismostwidelyusedintransmission，andhelicalgearissuitableforhigh—speedandheavy—loadtransmis

3、sionbe。causeofitsowncharacteristics．Inthispaper．helicalgearistakenastheresearchobjectanditsmodelisestablishedbyUGsoft-ware．andthenthecontactstressisanalysedthroughAnsysWorkbench．Thecommonfallureformsappearingingearareanalyzedaccordingtotheresultandthereasonableimprovementmethodi

4、sgivenout．Keywords：helicalgear；contactstress；gearfailure1．2生成渐开线0引言齿轮的齿廓形状有多种类型．渐开线齿廓因其良好的齿轮是机械传动中经常会用到的一种常用零件。在传动性能而得到广泛的应用．本文中即采用渐开线齿廓来实际应用中，斜齿轮因传动平稳，冲击、振动和噪声较小等设计斜齿轮。根据渐开线的生成原理可以得到它在空间特点，故而在高速重载场合使用广泛。一般来说，齿轮在直角坐标系中的方程式为：使用中主要会因轮齿的失效『1]而报废。所以在进行齿轮=rbXCOS(angle)+sxsin(angle)的设

5、计时对其应力进行计算并校核是至关重要的。传统Y：rbxsin(angle)一sXcos(angle)的有限元计算方法计算量大。求解时间长，设置操作复杂，zf=0对于不具备有限元专业知识的人员来说有一定的难度。式中：t=1，angle=tx90，s=pixr6xt／2。t为系统默认的变而Workbench环境则大为简化了这一过程，操作简单，易量，angle为压力角。于上手，求解时间短．计算精度也较高。因此本文采用UG在UG的公式编辑器中对齿轮的参数和相关方程进软件进行三维建模并用Workbench对斜齿轮的接触应力行编辑，并利用软件的规律曲线生成功能，生

6、成齿轮渐开进行分析。线【2(图1)。1斜齿轮的三维建模1-1斜齿轮的结构参数该对斜齿轮用于减速器的高速级传动．工作要求输入功率P。=10kW，小齿轮转速n。=960r／min，传动比u=3．2。斜齿轮的结构参数如表1所示。表1斜齿轮的结构参数参法向压力螺旋角法向模数齿轮齿顶高顶隙系齿宽数名角a．／(。)B／(。)m／(mil1)齿数=系数h。数cb／mm数值20，4z0．：s：图1齿轮渐开线作者简介：于涛(1972-)，男，山东泰安人，副教授，博士，主要研究方向为齿轮啮合理论、齿轮加工及CAD／CAM／CAE技术。MachineBuilding8Aut

7、omation，Feb2015，44(2)：109～110，117·109·