起重機(jī)減速器變位斜齒輪副有限元仿真分析與研究.pdf

1、斜齒輪傳動(dòng)具有嚙合性能好、承載能力強(qiáng)和傳動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，因此在礦山、冶金等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。由于起重機(jī)減速器斜齒輪傳動(dòng)用于高速重載場(chǎng)合，齒面的接觸疲勞和齒根彎曲應(yīng)力太大造成的齒面膠合和輪齒斷裂為主要失效形式，失效所導(dǎo)致的后果往往是十分嚴(yán)重甚至是災(zāi)難性的，因此，齒輪接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算是起重機(jī)減速器齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。傳統(tǒng)的齒輪強(qiáng)度計(jì)算多為近似計(jì)算，只是靜態(tài)下的強(qiáng)度校核，并且在計(jì)算過(guò)程中存在多種假設(shè)，相對(duì)于傳統(tǒng)計(jì)算，有限

2、元法具有快速、準(zhǔn)確可靠、計(jì)算靈活等優(yōu)點(diǎn)。
　　由于斜齒輪傳動(dòng)具有很強(qiáng)的誤差敏感性，因此建立精確的斜齒輪模型是進(jìn)行強(qiáng)度分析的前提和基礎(chǔ)。本文利用參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言APDL對(duì)漸開(kāi)線變位斜齒輪參數(shù)化建模進(jìn)行了深入研究，實(shí)現(xiàn)了基于掃描造型法的斜齒輪副的實(shí)體建模，并利用用戶界面開(kāi)發(fā)語(yǔ)言UIDL開(kāi)發(fā)了界面友好的齒輪專用建模模塊，大大提高了斜齒輪參數(shù)化有限元分析的效率。
　　基于ANSYS平臺(tái)建立了變位斜齒輪副多齒對(duì)嚙合的有限元非線性接觸分析

3、模型，對(duì)齒輪副的動(dòng)態(tài)嚙合性能進(jìn)行了仿真分析，得出瞬態(tài)嚙合時(shí)輪齒的接觸狀態(tài)、接觸應(yīng)力、齒根彎曲應(yīng)力及主從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速隨嚙合位置變化的規(guī)律，同時(shí)求得斜齒輪副最劣嚙合接觸位置，并在此位置進(jìn)行了靜態(tài)接觸強(qiáng)度分析。
　　齒輪輪齒的疲勞破壞是起重機(jī)減速器失效的主要原因，本文對(duì)輪齒齒根彎曲疲勞壽命分析預(yù)測(cè)進(jìn)行了較深入研究，以齒輪副動(dòng)態(tài)嚙合有限元分析和最劣嚙合位置靜強(qiáng)度接觸分析為基礎(chǔ)并結(jié)合其后處理數(shù)據(jù)，根據(jù)線性累計(jì)損傷理論對(duì)齒輪的彎曲疲勞壽