基于ANSYS的滚齿直齿圆锥齿轮弯曲应力有限元分析.PDF

( ) 　第 27 卷第 1 期 　　　　　　　　　　长 春 工 业 大 学 学 报 自然科学版 　　　　 　　　　　Vol27 ,No . 1 　 　　2006 年 3 月 　 　J ournal of Changchun U niver sit y of Techonolo gy (Nat ural Science Edition) 　 　 Mar2006 文章编号 : (2006) 0 1004603 　　 基于 ANSYS 的滚齿直齿圆锥齿轮弯曲应力有限元分析 崔德立 , 　陈卫华 , 　王 　洋 ( 中国人民解放军装甲兵技术学院 基础部 , 吉林 长春 　130 117) 摘 　要 : 在软件 Catia 中建立了滚齿直齿圆锥齿轮的精确模型 ,利用 Catia 与 AN SYS 之间的数据交换接 口, 将该模型导入 AN SYS 。采用有限元法对轮齿弯曲应力进行分析 ,其结果为滚齿直齿圆锥齿轮的设计提供了 一定的理论依据 。 关键词 : 滚齿直齿圆锥齿轮 ; 建模 ; 有限元法 ; 弯曲应力 中图分类号 : T G6 1 　　　文献标识码 : A 0 　引　言 　　圆锥齿轮滚切加工是一种新型圆锥齿轮加工 方法 。这种加工方法是将普通滚齿机改制 ,完成 圆锥齿轮的滚切加工 ,生产效率 、加工精度显著提 高 ,无需专用设备 ,成本较低 。由于这种圆锥齿轮 是滚切加工的 ,因此称之为滚齿圆锥齿轮 。另外 , 一对啮合的滚齿圆锥齿轮 ,不但可以和一般圆锥 齿轮同样安装 ,还可以小端对大端安装啮合传递 运动及动力 ,而且滚齿圆锥齿轮还能和圆柱齿轮 啮合传动 ,使应用范围成倍扩大[ 1～3 ] 。 　　由于滚齿圆锥齿轮的齿面形状与传统锥齿轮 图 1 　滚切圆锥形齿轮原理 差异较大 ,准确的轮齿强度分析比较困难 。文中 2 　滚齿直齿圆锥齿轮的几何建模 采用有限元法对轮齿弯曲应力进行了分析 ,为滚 齿直齿圆锥齿轮的设计提供了依据 。 　　滚齿直齿圆锥齿轮的轮齿形状比较复杂 , 因 此 ,采用 AN SYS 软件对其进行弯 曲应力分析 。 1 　滚切圆锥形齿轮的齿面方程 ( ) AN SYS 是大型通用有限元分析 F EA 软件 ,它 　　滚齿直齿圆锥齿轮的范成齿条在其法面内, 融结构 、传热学 、流体 、电磁 、声学 、爆破分析于一 与齿轮滚刀的法面齿形相同[4 ] 。因此 ,从范成齿 体 ,具有功能极为强大的前后处理及计算分析能 条的法面出发 ,建立滚切加工圆锥齿轮的齿面方 力[ 5 ] 。但其建模功能较弱 ,而 Catia 具有突出的 程 ,如图 1 所示 。 建模功能 ,可以根据齿面方程建立精确的轮齿几 s s 何实体 。因此 ,可以利用 Catia 与 AN SYS 之间的 sin x 1′ + co s y 1′ = 　　　　　　　　　　　 r1 r1 良好数据接口,把 Catia 中齿轮模型导入 AN SYS α δ s δ s δ δ 中 ,再进行有限元分析 。 cos cos x - cos sin y - sin z + r