几何传动误差对弧齿锥齿轮承载及振动特性的影响
Effect of Geometric Transmission Error on Load and Vibration Characteristic of Spiral Bevel Gear
- 机械传动 2020年44卷第11期 页码：1-6
- 作者机构：
1.河南科技大学 机电工程学院， 河南 洛阳 471003
2.中国航发湖南动力机械研究所， 湖南 株洲 412002
3.贵州大学 机械工程学院， 贵州 贵阳 550025
- 作者简介：
杨博会（1994— ），男，河南西平人，硕士研究生，主要研究方向为弧齿锥齿轮齿面设计、有限元仿真分析。
曹雪梅（1970— ），女，浙江桐乡人，博士，副教授，主要研究方向为锥齿轮设计、性能分析与检测。
- 基金信息：国家自然科学基金(51675161)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2020.11.001
中图分类号：
扫 描 看 全 文
杨博会,曹雪梅,佘定君等.几何传动误差对弧齿锥齿轮承载及振动特性的影响[J].机械传动,2020,44(11):1-6.
Yang Bohui,Cao Xuemei,She Dingjun,et al.Effect of Geometric Transmission Error on Load and Vibration Characteristic of Spiral Bevel Gear[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(11):1-6.
杨博会,曹雪梅,佘定君等.几何传动误差对弧齿锥齿轮承载及振动特性的影响[J].机械传动,2020,44(11):1-6. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.11.001.
Yang Bohui,Cao Xuemei,She Dingjun,et al.Effect of Geometric Transmission Error on Load and Vibration Characteristic of Spiral Bevel Gear[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(11):1-6. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.11.001.
摘要
通过齿面方程精确计算齿面网格节点坐标，根据网格节点密度要求，均匀划分网格节点，对齿根过渡曲线网格进行加密处理，直接导入有限元软件生成精确的弧齿锥齿轮啮合传动的有限元模型。设计了具有不同几何传动误差的齿面，利用有限元软件进行轮齿承载接触分析，分析了不同几何传动误差的齿轮副的接触应力、承载传动误差；基于模态叠加法对弧齿锥齿轮进行振动响应分析，得到振动位移、速度、加速度。对比结果表明，在载荷200 N·m的工况下，随着几何传动误差的增大，边缘接触程度减小，承载传动误差上下幅值波动减小44%，且对应的振动位移、速度和加速度减小，有效减小了变形和振动。
Abstract
The tooth surface grid node coordinates are accurately calculated by the tooth surface equation. According to the density requirements of the grid nodes， the grid nodes are evenly divided， the tooth root transition curve mesh is encrypted， and the finite element software is directly imported to generate an accurate finite element model of the spiral bevel gear meshing transmission. Tooth surfaces with different geometric transmission errors are designed， and the loaded tooth contact analysis is performed by using finite element software，and the contact stress and loaded transmission error of gear pairs with different geometric transmission errors are analyzed. Based on the modal superposition method， the vibration response analysis of the spiral bevel gear is used to obtain the vibration displacement， velocity， acceleration. The comparison results show that under the load of 200 N·m， as the geometric transmission error increases， the degree of edge contact decreases， the fluctuation of the upper and lower amplitudes of the loaded transmission error decreases by 44%， and the corresponding vibration displacement， speed and acceleration decrease， effectively reduce deformation and vibration.
关键词
弧齿锥齿轮承载传动误差几何传动误差振动加速度边缘接触
Keywords
Spiral bevel gearLoaded transmission errorGeometric transmission errorVibration accelerationEdge contact
references
曹雪梅，张华，方宗德.航空弧齿锥齿轮承载传动误差的分析与设计［J］.航空动力学报，2009，24（11）：2618-2624.
CAO Xuemei，ZHANG Hua，FANG Zongde.Design and analysis of loaded transmission errors foraviation spiral bevel gears［J］.Journal of Aerospace Power，2009，24（11）：2618-2624.
张军辉，方宗德，王成.基于NURBS的弧齿锥齿轮真实齿面的数字化仿真［J］.航空动力学报，2009，24（7）：1672-1676.
ZHANG Junhui，Fang Zongde，Wang Cheng.Digital simulation of spiral bevel gearsp real tooth surfacesbased on non-uniform rational B-spline［J］.Journal of Aerospace Power，2009，24（7）：1672-1676.
侯祥颖，方宗德，蔡香伟，等.基于ABAQUS齿轮接触分析的前后处理［J］.机械科学与技术，2015，34（7）：993-996.
HOU Xiangying，Fang Zongde，Cai Xiangwei，et al.Pretreatment and post treatment of tooth contact analysis based on ABAQUS［J］.Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering，2015，34（7）：993-996.
曹雪梅，杨博会，邓效忠，等.齿轮轮齿接触分析的分解算法［J］.航空动力学报，2017，32（9）：2299-2304.
CAO Xuemei，Yang Bohui，Deng Xiaozhong，et al.Decomposition methodology for gear tooth contact analysis［J］.Journal of Aerospace Power，2017，32（9）：2299-2304.
赵宁，康士朋，郭辉，等.基于遗传算法的弧齿锥齿轮动态特性优化设计［J］.航空动力学报，2010，25（10）：2396-2402.
ZHAO Ning，Kang Shipeng，Guo Hui，et al.Optimization design of spiral bevel gears dynamic characteristics based on genetic algorithm［J］.Journal of Aerospace Power，2010，25（10）：2396-2402.
朱心雄.自由曲线曲面造型技术［M］.北京：科学出版社，2000：88-168.
ZHU Xinxiong.Modeling technology of freeform curve and surface［M］.Beijing：Science Press，2000：88-168.
曹雪梅，方宗德，张金良，等.弧齿锥齿轮的齿面主动设计［J］.机械工程学报，2007，43（8）：155-158.
CAO Xuemei，FANG Zongde，ZHANG Jinliang，et al.Function-oriented active tooth surface design of spiral bevel gears［J］.Chinese Journal of Mechanical Engineeting，2007，43（8）：155-158.
邓效忠，魏冰阳.锥齿轮设计的新方法［M］.北京：科学出版社，2012：80-89.
DENG Xiaozhong，Wei Bingyang.A new method of bevel gear design［M］.Beijing： Science Press，2012：80-89.
曹金凤，王旭春，孔亮.Python语言在Abaqus中的应用［M］.北京：机械工业出版社，2011：117-181.
CAO Jinfeng，WANG Xuchun，KONG Liang.Application of python based on abaqus［M］.Beijing：China Machine Press，2011：117-181.
唐进元，蒲太平.弧齿锥齿轮动态啮合有限元数值分析［J］.机械科学与技术，2009，8（8）：981-985.
TANG Jinyuan，PU Taiping.FEM numerical analysis of the dynamic engagement of spiral bevel gears［J］.Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering，2009，8（8）：981-985.
ARGYRIS J，FUENTES A，LITVIN F L.Computerized integrated approach for design and stress analysis of spiral bevel gears［J］.Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering，2002，191（11/12）：1057-1095.
JEAN P，GUINGAND M，REMOND D.Numerical and experimental study of the loaded transmission error of a spiral bevel gear［J］.Journal of Mechanical Design，2007，129（2）：195-200.
邓效忠，方宗德，魏冰阳.高重合度弧齿锥齿轮的接触应力与弯曲应力分析［C］//中国工程机械学会2003年年会论文集.上海：东华大学出版社，2003：118-122.
DENG Xiaozhong，FANG Zongde，WEI Bingyang.Analysis of contact stress and bending stress on spiral bevel gears of high contact ratio［C］//China Mechanical Engineering Society 2003 Annual Meeting Proceedings.Shanghai：Donghua University Press，2003：118-122.
侯祥颖，方宗德.考虑边缘接触的弧齿锥齿轮有限元接触分析［J］.西安交通大学学报，2016，50（11）：69-74.
HOU Xiangying，FANG Zongde.Tooth contact analysis of spiral bevel gears considering edge contact with finite element method［J］.Journal of Xi'an Jiaotong University，2016，50（11）：69-74.
方宗德.齿轮轮齿承载接触分析（LTCA）的模型和方法［J］.机械传动，1998，22（2）：1-3.
FANG Zongde.Modelandapproach for loaded tooth contact analysis（LTCA） of gear drives［J］.Journal of Mechanical Transmission，1998，22（2）：1-3.
0
浏览量
5
下载量
0
CSCD
- 网络PDF下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 豫ICP备05013835号-5
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies