鼓形齒聯軸器全齒動態力學研究
鼓形齒聯軸器全齒動態力學研究
基于ANSYSLS—DYNA建立了GIICL9型鼓形齒聯軸器全齒動態有限元模型。研究發現，仿真時需要控制啟動過程中的沖擊；接觸應力沿齒高方向分布不均勻，各齒齒面平均接觸應力值也各不相同；刀具位移圓半徑越小，各齒接觸應力值越離散；轉速不會影響穩定運轉時鼓形齒齒面較大接觸應力和齒根較大米塞斯應力。
齒面磨損是鼓形齒聯軸器的較主要失效形式，而齒面接觸應力是這種失效形式的主要誘因～。Williams等人曾通過實驗測量了齒面接觸應力，但是試驗過程破壞了輪齒原本的接觸特性，說明齒面接觸應力很難直接測量。KanemitsuYoichi指出鼓形齒聯軸器在實際運轉過程中受力非常復雜。易傳云、楊叔子等人建立了鼓形齒內外齒面方程，獲得了若干運動學分析的結論。張勇等人在ANSYS中建立了鼓形齒單齒嚙合有限元模型，得出了鼓形齒接觸應力分布特性。朱文文、夏清華等人基于ANSYS軟件建立了鼓形齒聯軸器全齒有限元靜力學模型，研究了主要參數對齒面接觸應力的影響。目前，針對鼓形齒聯軸器全齒動態力學的仿真分析鮮有開展，并且理論計算和靜力學仿真，都沒有考慮到啟動沖擊的影響。本文基于有限元軟件ANSYSLS—DYNA，并考慮啟動沖擊過程，模擬實際工況建立了GIICL9型鼓形齒聯軸器全齒動力學有限元模型
基于LS—DYNA軟件對GIICL9型鼓形齒聯軸器進行了整體建模及動力學仿真，考慮了啟動過程中的沖擊現象，研究了刀具位移圓半徑和轉速對齒面接觸應力的影響，得出以下結論：(1)由于鼓形齒齒面接觸應力的接觸式直接測量很難實現，且實驗研究鮮有開展，所以，文中主要進行了仿真結果與理論結果對比分析，說明研究方法的科學性。(2)提取鼓形齒齒面接觸應力發現，齒面接觸應力沿齒高方向分布并不均勻，各齒平均接觸應力也各不相同，說明理論計算公式所作的假設前提并不成立，在實際應用中可能會造成較大偏差。(3)研究了刀具位移圓半徑對鼓形齒聯軸器運轉時動力學性能的影響，發現鼓形齒刀具位移圓半徑越小，沿鼓形齒齒高方向的接觸應力分布越不均勻，各齒平均接觸應力也越離散。(4)對不同額定轉速下鼓形齒聯軸器的動力學性能進行仿真計算發現，啟動階段轉速對鼓形齒齒面接觸應力和齒根米塞斯應力的影響顯著，穩定運轉階段轉速對鼓形齒齒面接觸應力和齒根彎曲應力的影響很小
