起毛机斜齿轮传动参数化设计与接触应力有限元分析.pdfVIP

18 ·研究与应用 · 纺织机械 2012年第 3期 起毛机斜齿轮传动参数化设计 与接触应力有限元分析 史伟民 未 印 彭来湖 沈加海 (1浙江理工大学 现代纺织装备技术教育部工程研究中心310018 2海宁纺织机械厂 314400) 摘 要 为保证起毛机斜齿轮式传动系统创新设计的可靠性与实用性，将参数化设计和有限元分 析相结合运用于斜齿轮设计中，即分别在Pro／E5．0中进行参数化建模仿真和在ANSYS10．0中 进行齿面接触应力分析 。设计分析结果表明：该方法在一定程度上提高了斜齿轮设计的高效性与 准确性；斜齿轮接触应力有限元分析直观地得出了斜齿轮传动的应力大小分布及其受载最恶分布 情况，说明了斜齿轮传动具有 良好的平稳性。该设计分析方法提高了起毛机斜齿轮的设计效率，保 证了起毛机斜齿轮式传动 系统设计的可靠性与实用性，也体现了CAD和CAM 的结合应用。 关键词 起毛机 斜齿轮 参数化设计 接触应力 有限元分析 提高起毛机的传动性能是改善织物的起毛风 该方法提高了斜齿轮实际设计效率，保证了起毛机 格和质量的重要途径之一。 目前，国内外的起毛机 斜齿轮传动设计的可靠性与实用性，为斜齿轮的设 传动机构主要有皮带轮和直齿轮两种方式…。然 计校核和加工生产提供了很好的指导作用。 而，由于 自身的局限性，皮带轮和直齿轮在实际生产 1 参数化设计概念与有限元分析 过程中会出现传动不稳定、冲击、噪声大和承载能力 小等问题，影响了起毛机的传动性能。为提高起毛 目前，参数化设计已成为 CAD中最热门的应用 机的传动性能，采用斜齿轮传动的特点对起毛机传 技术之一，是通过修改已定义好的零件参数，自动完 动系统进行创新设计。在生产中斜齿轮传递运动和 成对 图形中的相关部分的改动，从而实现对 图形的 动力时，具有传动较平稳，冲击、振动和噪声小，承载 驱动。它的驱动理论方法是以约束造型为核心，以 能力大等优点 j。但作为传动系统的关键部件，斜 尺寸驱动为特征，允许设计者首先进行草图设计 ，勾 齿轮在实际运行工况下常常会发生齿面折断、齿面 画出设计轮廓 ，然后输入精确尺寸值来完成最终设 损伤、塑性变形等问题l3J，导致其传动性能失效，进 计 J。Pro／E是 目前国内外专业人员使用最广泛、 而会影响起毛机 的正常生产和产品的质量 。因此， 最先进的三维c CAM软件，也是一个参数化、基 对起毛机斜齿轮设计的可靠性和实用性提出了较高 于特征的实体造型系统。 的要求 。 有限元分析 (FEA，FiniteElementAnalysis)是 本文将参数化设计思想和有限元分析相结合的 计算力学中的一种重要的方法，它的基本思想是将 方法，运用于起毛机斜齿轮传动设计中，即在 PrO／E 研究对象的连续区域离散为一组有限个且按一定方 5．0中对斜齿轮分别进行参数化建模与运动仿真， 式相互联结在一起的单元组合体。由于单元能按不 并通过 PrO／E5．0和ANSYS10．0数据 的无缝连 同的联结方式进行组合，且单元本身又可以有不同 接 ，在ANSYS10．0进行齿面接触应力有限元分析。 形状，因此可以模拟成不同几何形状的求解小单元； 分利用波谱图所提供的信息来解决疑难 问题，使得 国纺织出版社 ，1994：37—39． 我们能快速的找到问题所在，并及时修正，保证成纱 [2] 崔玉梅．波谱图在判断机械故障中的应用体会 [J]．棉 条干质量的长期稳定 。 纺织技术 ，2001(3)． 参考文献