圆柱齿轮运动中应力的变化

hyfjy

先看二张图：






第一张是放大图，表征的是二齿轮在重合度发生变化时，最大应力点的位置，第二张是全局，表征在整个啮合过程中各处应力云图的变化。
有二点可以给出比较清晰的结论：
1.齿轮的弯曲应力位于齿根部，位置在进入单齿啮合后的一段时间，达到极大值。
2.齿面接触应力位于齿轮的节圆附近，这时完全是单齿啮合，且受力的径向分力较小，切向分力较大时。
3.各种齿轮在啮合时，齿面接触应力值可能明显超过弯曲应力值，故在应力图中，应力的极值是接触应力而非齿根的拉应力或者压应力。

zhanglianbin

学习了！那要是蜗轮蜗杆可以实现这样的分析吗？

woodee

老费你好！
受力应力变形和弯曲变形，应该更重要，因为修形就要考虑这个。

hyfjy

woodee 发表于 2015-12-17 15:44

                               
登录/注册后可看大图

老费你好！
受力应力变形和弯曲变形，应该更重要，因为修形就要考虑这个。

是的，弯曲应力虽然值不是整个分析的最大值所在，但起的破坏作用更大些，故在齿轮的初始设计时，一般以抗弯强度为依据以保持齿轮的寿命。分析当然是为此服务的。
材料的应力与疲劳寿命的次数曲线称为S_N曲线，这个曲线中可以看出，当应力增加后，将会严重影响平均的循环次数，几乎是成幂的关系。另外，齿面的接触应力影响的主要是点蚀，通过极压润滑、提高表面粗糙度，提高精度，增加重合度等方法，可以明显降低应力引起的破坏作用。
点蚀的破坏作用是逐步形成的，弯曲的破坏是瞬间发生的，后果相当严重，基本上整机失效，故在设计传动时，更应引起注意。

woodee

hyfjy 发表于 2015-12-17 22:04

                               
登录/注册后可看大图

是的，弯曲应力虽然值不是整个分析的最大值所在，但起的破坏作用更大些，故在齿轮的初始设计时，一般以抗 ...

老费你好！
我不是强调弯曲应力重要，而是说，知道了变形量，才好修整齿形。
这样吧，我给出一个实例，讨论一下：

这个是Z17:Z55，模数1.25，小轮逆时针驱动大轮。
工作扭矩为 9 N•M。
麻烦做一下分析，这个齿形应该在啮入点不会产生高的应力。
模型(UG文件)： CG1755M1.25asm_31Mar15.zip (928.87 KB, 下载次数: 23)

2015-12-18 10:46 上传

点击文件名下载附件

aerodynamics

1楼可否告知使用哪款CAE软件？感谢！
                                                                  zhanglei_aero@163.com

唇齿相依

今天是真的涨知识了，谢谢大家的分享。

qiuzhishihui

学习了！

aerodynamics

aerodynamics 发表于 2015-12-23 08:57

                               
登录/注册后可看大图

1楼可否告知使用哪款CAE软件？感谢！
                                                                 ...

谢谢！另外同问CAXA生成的渐开线齿形可以直接用于直尺圆柱齿轮线切割吗？感谢！

mrmrw

恭喜费老，对Ansys的运动分析仿真又进了一步！
对于齿轮的分析，尤其是金属齿轮，如果是想借助有限元来分析位移——这就是齿轮的变形量，作为修形的参考数据倒是很不错一种思路。