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行星齿轮减速机修形参数优化过程
 2013-11-26 12:01:01   来源:本站   浏览量:

  行星齿轮减速机的行星轮既参与外啮合又参与内啮合,为了简化修形齿轮加工工艺,仅对行星轮修形。高精度硬齿面修形齿轮通常以磨齿作为最后加工工序,采用数控成型磨齿机加工修形齿轮,对减速机齿轮修形参数适应能力强。

  优化结果分析应用ANSYS10.0的增广拉格朗日法求解修形齿轮减速机齿轮啮合接触问题,惩罚刚度系数取1,穿透系数取0.1,忽略齿面接触摩擦,采用高斯积分点作为接触探测点,关闭自动接触调整选项以避免修改齿面上的节点坐标。

  建立行星齿轮减速机齿顶啮合、单齿啮合和行星轮齿根啮合3个关键啮合相位下的齿轮有限元接触分析模型,求解修形齿轮的应力分布,以齿面应力分布状况评价齿轮修形效果。

  齿轮减速机修形参数优化是一个迭代过程,限于篇幅仅列出修形前的齿轮应力分布和修形参数优化后的齿轮应力分布,中间迭代结果不再展示。

  考虑到磨机工作时单向运转,所以行星轮减速机行星轮两侧齿面具有不同修形参数。内啮合齿向变形比外啮合小,仅做齿端修薄,避免边缘接触,齿廓修形两侧取相同参数。

  结论(1)针对多个行星轮均布的直齿行星传动系统,应用位移约束方程建立太阳轮子域边界位移协调关系,以支路模型等效轮系整体模型,简化了行星传动系统有限元模型。

  (2)提出具有齿面节点坐标修正的直齿轮接触区网格局部细化建模方法。通过单元形函数建立细化单元边界上的节点位移与相邻大单元节点位移之间的约束方程实现疏密网格过渡,既提高了接触区网格的齿廓几何逼近精度,又降低了齿轮有限元规模,为准确模拟直齿轮弹性啮合齿面的接触状态提供了新方法。

  (3)按齿面重构算法修改齿面上的节点坐标,统一了齿向修形、齿廓修形和综合修形的修形齿面建模方法,实现了修形齿轮有限元接触分析快速精确建模,解决了齿轮修形参数优化过程中修形齿轮有限元模型更新这一关键问题。

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