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鼓形齿联轴器全齿动态力学研究

发布者:鑫程机械  发布日期:2021-03-03

鼓形齿联轴器全齿动态力学研究

基于ANSYSLS—DYNA建立了GIICL9型鼓形齿联轴器全齿动态有限元模型。研究发现,仿真时需要控制启动过程中的冲击;接触应力沿齿高方向分布不均匀,各齿齿面平均接触应力值也各不相同;刀具位移圆半径越小,各齿接触应力值越离散;转速不会影响稳定运转时鼓形齿齿面较大接触应力和齿根较大米塞斯应力。

齿面磨损是鼓形齿联轴器的较主要失效形式,而齿面接触应力是这种失效形式的主要诱因~。Williams等人曾通过实验测量了齿面接触应力,但是试验过程破坏了轮齿原本的接触特性,说明齿面接触应力很难直接测量。KanemitsuYoichi指出鼓形齿联轴器在实际运转过程中受力非常复杂。易传云、杨叔子等人建立了鼓形齿内外齿面方程,获得了若干运动学分析的结论。张勇等人在ANSYS中建立了鼓形齿单齿啮合有限元模型,得出了鼓形齿接触应力分布特性。朱文文、夏清华等人基于ANSYS软件建立了鼓形齿联轴器全齿有限元静力学模型,研究了主要参数对齿面接触应力的影响。目前,针对鼓形齿联轴器全齿动态力学的仿真分析鲜有开展,并且理论计算和静力学仿真,都没有考虑到启动冲击的影响。本文基于有限元软件ANSYSLS—DYNA,并考虑启动冲击过程,模拟实际工况建立了GIICL9型鼓形齿联轴器全齿动力学有限元模型

基于LS—DYNA软件对GIICL9型鼓形齿联轴器进行了整体建模及动力学仿真,考虑了启动过程中的冲击现象,研究了刀具位移圆半径和转速对齿面接触应力的影响,得出以下结论:(1)由于鼓形齿齿面接触应力的接触式直接测量很难实现,且实验研究鲜有开展,所以,文中主要进行了仿真结果与理论结果对比分析,说明研究方法的科学性。(2)提取鼓形齿齿面接触应力发现,齿面接触应力沿齿高方向分布并不均匀,各齿平均接触应力也各不相同,说明理论计算公式所作的假设前提并不成立,在实际应用中可能会造成较大偏差。(3)研究了刀具位移圆半径对鼓形齿联轴器运转时动力学性能的影响,发现鼓形齿刀具位移圆半径越小,沿鼓形齿齿高方向的接触应力分布越不均匀,各齿平均接触应力也越离散。(4)对不同额定转速下鼓形齿联轴器的动力学性能进行仿真计算发现,启动阶段转速对鼓形齿齿面接触应力和齿根米塞斯应力的影响显著,稳定运转阶段转速对鼓形齿齿面接触应力和齿根弯曲应力的影响很小



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