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专利号: 2014105683620
申请人: 江苏理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种非对称圆柱直齿轮副的建模方法,其特征在于包括如下步骤:①参数化建立非对称渐开线齿廓曲线,具体过程为:

1.1)将非对称渐开线齿轮的齿廓曲线分成:受压侧齿廓曲线、受压侧齿根过度曲线、非受压侧齿廓曲线、非受压侧齿根过度曲线四部分;以齿轮的齿数、模数、齿轮受压侧压力角、非受压侧压力角、齿顶高系数、顶隙系数为输入参数,利用ANSYS的APDL编程语言将非对称齿廓进行参数化编程,计算出齿廓曲线,将每段齿廓曲线按进行等份取点;

齿轮受压侧齿廓关键点坐标(xA,yA):上式中:αAd-受压侧曲线点的压力角,m—模数;n—齿数;αd-受压侧分度圆压力角; —受压侧齿顶高系数;

齿轮受压侧齿根关键点坐标(xB,yB),按受压侧变参数在取值值范围内等份取点计算:上式中: αBd—变参数,αd≤αBd≤90°;

R—到顶圆角半径,

αc—非受压侧分度圆压力角; —受压侧齿轮径向间隙系数;

Q—刀具参数,

齿轮非受压侧齿廓关键点坐标(xC,yC):上式中:αCc—非受压侧点的压力角,齿轮非受压侧齿根关键点坐标(xD,yD):式中: αDc—变参数,αc≤αDc≤90°;

1.2)采用样条曲线分别连接受压侧和非受压侧点,生成齿廓曲线;

②参数化单齿端面建模,具体过程为:

2.1)过齿廓曲线两最高点,以坐标原点为圆心,作过这两点的圆弧,生成齿顶圆弧;

2.2)在坐标原点生成一个关键点,由坐标原点向两齿根过度曲线处最低点连接两根直线;通过这两根直线、受压侧齿根过度曲线、受压侧齿廓曲线、齿顶圆弧、非受压侧齿廓曲线、非受压侧齿根过度曲线生成单齿端面;

③参数化整齿断面建模,具体过程为:

3.1)将单齿端面在极坐标下复制出齿数n个单齿,依次偏移角度为360/n度;

3.2)对各单齿端面进行叠加运算得到齿轮面;

3.3)以坐标原点为圆心,以齿轮圆孔半径RK作圆,通过布尔减运算,得到齿轮端面;

④参数化齿轮实体建模,具体过程为:

在笛卡尔坐标系下,将齿轮端面沿端面垂直方向拉伸齿宽B的长度,得到齿轮的三维实体模型;

⑤参数化从动齿轮建模,具体过程为:

5.1)在笛卡尔坐标系下,将齿轮端面上移一个齿轮副中心矩的距离;

5.2)同步骤①、②、③、④建立从动齿轮的实体模型,如果主动齿轮齿数为偶数,则从动齿轮绕坐标原点逆时针转动半个从动齿轮单齿角度;

⑥参数化齿轮有限元建模,具体过程为:

6.1)定义齿轮材料常数、单元类型、单元参数;

6.2)设置齿面单元尺寸,采用扫略网格的划分方法,将非对称齿轮副划分有限元网格,将两齿轮内圈划分为刚性单元;

⑦基于ANSYS显式动力学分析的非对称齿轮接触、约束定义、定义载荷,具体过程为:

7.1)创建节点组:选择主、从动齿轮受压侧节点,并定义节点组;

7.2)定义接触:主动齿轮上节点组为接触组件,从动齿轮上节点组为目标组件,设置摩擦接触参数;

7.3)定义主动齿轮和从动齿轮的质心,约束主动齿轮和从动齿轮的位移;

7.4)在主动齿轮内圈上施加角速度,在从动齿轮内圈上加载转矩。