螺旋錐齒輪的案例
基于SimSolid計算螺旋錐齒輪的接觸應力
計算對象
一對螺旋錐齒輪，模數(shù)為8，齒數(shù)比15-41，其壓力角35度，軸交角90度，外形見下圖。
2 前處理
3 計算應力圖
3、結(jié)論和建議：
①結(jié)論：由于錐齒輪的接觸計算復雜，對工程師來說難度較大，能用SimSOLID來仿真，是釋放了大量的勞動力，只能說理論計算和該軟件的結(jié)果有差別，讀者自行判斷；
②軟件的操作便捷，省去了劃分網(wǎng)格的過程，讓分析過程簡單高效，工程師多了一個得力的工具；
③建議SimSOLID針對常用功能出實例教程。
螺旋齒輪，使用NX設計的螺旋齒輪-helical_gear.prt ￥2
螺旋齒輪?
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錐齒輪是一種機械齒輪，用于在相交軸之間（通常呈90度角）傳輸動力
錐齒輪是一種機械齒輪，用于在相交軸之間（通常呈90度角）傳輸動力。其圓錐形狀能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)且高精度的扭矩傳遞。
9大經(jīng)典機械動圖，工作原理一看明了！
差速器的工作原理：（1）當兩側(cè)驅(qū)動輪有滑移趨勢時，兩側(cè)車輪所受的行駛不再相等，通過半軸及半軸齒輪反作用于行星齒輪兩作用不相等，破壞行星齒輪的平衡，及隨著一起公轉(zhuǎn)外，還有自轉(zhuǎn)。（2）當兩側(cè)的驅(qū)動輪沒有滑移趨勢時，兩側(cè)的車輪受到的力相等，行星齒輪受到的力也平衡，所以只隨插速器殼公轉(zhuǎn)不自轉(zhuǎn)。
6.臥螺離心機?
臥螺離心機是一種臥式螺旋卸料、連續(xù)操作的沉降設備。工作原理為：轉(zhuǎn)鼓與螺旋以一定差速同向高速旋轉(zhuǎn)，物料由進料管連續(xù)引入輸料螺旋內(nèi)筒，加速后進入轉(zhuǎn)鼓，在離心力場作用下，較重的固相物沉積在轉(zhuǎn)鼓壁上形成沉渣層。輸料螺旋將沉積的固相物連續(xù)不斷地推至轉(zhuǎn)鼓錐端，經(jīng)排渣口排出機外。較輕的液相物則形成內(nèi)層液環(huán)，由轉(zhuǎn)鼓大端溢流口連續(xù)溢出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)排液口排出機外。
7.三爪卡盤
三爪卡盤是由一個大錐齒輪，三個小錐齒輪，三個卡爪組成。三個小錐齒輪和大錐齒輪嚙合，大錐齒輪的背面有平面螺紋結(jié)構(gòu)，三個卡爪等分安裝在平面螺紋上。當用扳手扳動小錐齒輪時，大錐齒輪便轉(zhuǎn)動，它背面的平面螺紋就使三個卡爪同時向中心靠近或退出。
8.星型發(fā)動機
星型發(fā)動機是一種氣缸環(huán)繞曲軸呈星型排列的一種活塞式發(fā)動機，氣缸數(shù)多為奇數(shù)。在噴氣發(fā)動機出現(xiàn)之前，活塞式飛機發(fā)動機大多采用星型設計，因其曲軸短戰(zhàn)場生存性強，再因其結(jié)構(gòu)緊湊占用飛機空間小而被艦載機廣泛使用。
9.曲線錐齒齒輪傳動
曲線齒錐齒輪傳動又稱螺旋錐齒輪傳動，具有斜齒漸進接觸的嚙合特點，且重合度較大，故傳動平穩(wěn)，噪聲小，承載能力強；最少齒數(shù)可到5，因而可獲得較大的傳動比(可達10)和較小的機構(gòu)尺寸。但是加工曲線齒圓錐齒輪的機床比較復雜。曲線齒圓錐齒輪傳動通常用于vm>5米/秒的場合，用經(jīng)過磨齒的齒輪,vm可大于40米/秒。這種傳動應用廣泛，尤其是高速重載的場合如汽車、機床的差速齒輪。
展開 hypermesh復雜結(jié)構(gòu)（錐齒輪）網(wǎng)格劃分從入門到精通
solid map工具位置
以錐齒輪為例，第一步，先對幾何模型進行清理，運用toggle工具（快捷鍵F11）對一些不需要的特征線進行清理。
toggle面板
幾何清理
幾何清理完畢之后，進行切割。首先，運用Geom/solid edit工具將齒輪的齒與基體切割，然后依次完成基體切割操作，切割之后的形狀如下圖所示。
幾何體切割
切割之后，根據(jù)齒輪嚙合受力特點，判斷齒為關鍵部位，因此首先對齒進行六面體網(wǎng)格劃分，然后依次完成基體部分網(wǎng)格劃分。劃分過程中，為保證較高質(zhì)量的六面體網(wǎng)格，首先生成面網(wǎng)格，然后通過map得到六面體網(wǎng)格。
畫分過程中，特別需要注意的是要保證各個幾何體之間的網(wǎng)格連續(xù)，掃略過程中要注意與相鄰幾何體的節(jié)點路徑重合，畫分過程中不斷通過 Shift+F3工具檢查網(wǎng)格是否連續(xù)，避免后續(xù)有限元計算結(jié)果失真。
最后的網(wǎng)格劃分效果如下圖所示。
網(wǎng)格最終效果
需要注意的是，體網(wǎng)格生成之后，需要刪除掉中間生成的2D網(wǎng)格，僅保留3D網(wǎng)格，避免后續(xù)計算設置出錯。
網(wǎng)格劃分的過程見視頻http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10167
由于整個模型操作過程很長，對于幾何體的清理及切分過程沒有step by step講解，但是對于幾何體的清理及切分方法做了詳細介紹，并重點講述切分之后的網(wǎng)格劃分過程（step by step），介紹了如何在map的過程中保證各個幾何體的網(wǎng)格連續(xù)與檢查方法，面網(wǎng)格與體網(wǎng)格的共節(jié)點方法，以及2D網(wǎng)格的刪除方法及一些常用小技巧，助大家快速提高自己的網(wǎng)格劃分能力。
小月
2016、11、28
展開 錐齒輪的三維設計和有限元分析
直齒圓錐齒輪主要用于轎車差速器，因為是直齒所以嚙合時每對輪齒都是在其全長上突然嚙合，在高速傳動中會產(chǎn)生沖擊載荷并且運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，噪聲也比較大。因此輪齒失效的主要原因之一是受載輪齒齒根圓角處的彎曲拉應力過大，這些應力往往使齒輪的總壽命縮短，而在高峰載荷作用下，使輪齒突然斷裂。
錐齒輪的三維設計和有限元分析.doc
基于DSP和FPGA的錐齒輪傳動噪聲測試分析系統(tǒng)設計
了彌補“聽力法”過于依賴工人經(jīng)驗且無法精確判斷錐齒輪傳動質(zhì)量的缺陷，提出了一種基于ＤＳＰ和ＦＰＧＡ的錐齒輪傳動噪聲測試分析系統(tǒng)設計方案。利用ＤＳＰ作為系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)處理的核心，采集噪聲信號，經(jīng)過濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換、頻譜分析綜合事Ｉ斷錐齒輪傳動質(zhì)量；利用現(xiàn)場可編程門陣歹ｌｊ（ＦＰＧＡ）的邏輯控制協(xié)調(diào)ＤＳＰ實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能；利用鍵盤和ＬＣＤ的硬件設計實現(xiàn)人機接１＝／；此外，系統(tǒng)還可通過串口模塊與ＰＣ機通信實現(xiàn)信號數(shù)據(jù)存儲。該系統(tǒng)功能集成、結(jié)構(gòu)簡單，為控制錐齒輪傳動質(zhì)量提供了一種有效的分析和測試工具。
基于DSP和FPGA的錐齒輪傳動噪聲測試分析系統(tǒng)設計.pdf
展開 ANSYS workbench錐齒輪嚙合瞬態(tài)動力學分析 附ANSYS Workbench 下載
今天介紹一下如何利用workbench實現(xiàn)錐齒輪嚙合的瞬態(tài)動力學分析。有限元分析流程分為3大步、3小步，如下圖所示。今天將以這種方式介紹workbench錐齒輪嚙合分析的流程。
圖1 有限元分析流程
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前處理
1.1 幾何模型的構(gòu)建
本文幾何模型導入workbench中，如圖所示
圖2錐齒輪幾何模型
1.2 材料定義
材料選用默認結(jié)構(gòu)鋼
1.3 有限元模型的構(gòu)建
有限元模型的構(gòu)建包括材料賦予、網(wǎng)格劃分以及連接關系的構(gòu)建
1.3.1 材料賦予
雙擊瞬態(tài)動力學分析流程中的Model，進入Mechanical界面，單擊項目樹幾何結(jié)構(gòu)下的兩個零件，左下角細節(jié)框中，材料處指派材料為structural steel
1.3.2 網(wǎng)格劃分
左側(cè)項目樹網(wǎng)格處插入一個方法，選中兩個零件，劃分方法為四面體；然后插入兩個尺寸調(diào)整，對所有齒面進行尺寸控制，得到了如圖所示的網(wǎng)格模型。
圖3 網(wǎng)格模型
1.3.3 連接關系的構(gòu)建
刪除系統(tǒng)自動生成的初始接觸，手動創(chuàng)建相應接觸和連接副。
首先在左側(cè)項目樹連接下插入一個摩擦接觸：接觸面和目標面分別選擇兩個錐齒輪齒面，摩擦系數(shù)為0.15。然后在左側(cè)項目樹連接中插入兩個回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)中連接類型改為幾何體-對地，范圍分別選擇錐齒輪齒輪的內(nèi)孔面。
展開 基于Adams的行星錐齒輪減速器動力學分析 附ADAMS中contact接觸力設置下載
1.3 動力學系統(tǒng)構(gòu)建：
1.3.1運動副的構(gòu)建：分別建立三個小行星錐齒輪與輸出軸的轉(zhuǎn)動副、輸出軸對地的轉(zhuǎn)動副、輸入軸對地的轉(zhuǎn)動副、輸入軸齒輪與輸入軸的固定副、大錐齒輪對地的固定副、如圖2所示。
圖2 運動副的定義
1.3.2 接觸的定義：分別構(gòu)建三個小行星錐齒輪與輸入軸齒輪的接觸，三個小行星錐齒輪與大錐齒輪的接觸，
接觸參數(shù)默認即可。
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求解
2.1 驅(qū)動條件：構(gòu)建輸入軸的轉(zhuǎn)動驅(qū)動，驅(qū)動大小如圖 3所示。
圖3 驅(qū)動條件
2.2 求解設定：定義求解時間為5s，求解步長為400步，求解設定如圖4所示，開始求解。
展開 【汽車底盤知識】1
汽車正常行駛時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速通常在2000至3000r/min左右，如果將這么高的轉(zhuǎn)速只靠變速箱來降低下來，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳動比則需很大，而齒輪副的傳動比越大，兩齒輪的半徑比也越大，換句話說，也就是變速箱的尺寸會越大。另外，轉(zhuǎn)速下降，而扭矩必然增加，也就加大了變速箱與變速箱后一級傳動機構(gòu)的傳動負荷。所以，在動力向左右驅(qū)動輪分流的差速器之前設置一個主減速器，可使主減速器前面的傳動部件如變速箱、分動器、萬向傳動裝置等傳遞的扭矩減小，也可變速箱的尺寸質(zhì)量減小，操縱省力。 現(xiàn)代汽車的主減速器，廣泛采用螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。雙曲面齒輪工作時，齒面間的壓力和滑動較大，齒面油膜易被破壞，必須采用雙曲面齒輪油潤滑，絕不允許用普通齒輪油代替，否則將使齒面迅速擦傷和磨損，大大降低使用壽命。
差速器
驅(qū)動橋兩側(cè)的驅(qū)動輪若用一根整軸剛性連接，則兩輪只能以相同的角速度旋轉(zhuǎn)。這樣，當汽車轉(zhuǎn)向行駛時，由于外側(cè)車輪要比內(nèi)側(cè)車輪移過的距離大，將使外側(cè)車輪在滾動的同時產(chǎn)生滑拖，而內(nèi)側(cè)車輪在滾動的同時產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)。即使是汽車直線行駛，也會因路面不平或雖然路面平直但輪胎滾動半徑不等（輪胎
制造誤差、磨損不同、受載不均或氣壓不等）而引起車輪的滑動。 車輪滑動時不僅加劇輪胎磨損、增加功率和燃料消耗，還會使汽車轉(zhuǎn)向困難、制動性能變差。為使車輪盡可能不發(fā)生滑動，在結(jié)構(gòu)上必須保證各車輛能以不同的角速度轉(zhuǎn)動。通常從動車輪用軸承支承在心軸上，使之能以任何角速度旋轉(zhuǎn)，而驅(qū)動車輪分別與兩根半軸剛性連接，在兩根半軸之間裝有差速器。這種差速器又稱為輪間差速器。 多軸驅(qū)動的越野汽車，為使各驅(qū)動橋能以不同角速度旋轉(zhuǎn)，以消除各橋上驅(qū)動輪的滑動，有的在兩驅(qū)動橋之間裝有軸間差速器。 現(xiàn)代汽車上的差速器通常按其工作特性分為齒輪式差速器和防滑差速器兩大類。
展開 
『原創(chuàng)』圓柱漸開線螺旋小齒輪和加工收尾的三維立體效果圖
自己用CATIA建立的汽車齒輪齒條轉(zhuǎn)向器中的轉(zhuǎn)向小齒輪三維立體
2006----2004年UG論文大集合
ug二次開發(fā)接口技術研究
ug二次開發(fā)實現(xiàn)任意復雜平面域有限元網(wǎng)格劃分
ug二次開發(fā)在蝸輪三維參數(shù)化建模中的應用
第九頁
ug二次開發(fā)中MFC調(diào)用方法的研究
ug工程圖與AutoCAD的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
ug環(huán)境下標準件庫的建立
ug環(huán)境下端蓋的三維建模及壓鑄模設計
ug環(huán)境下鋼球表面缺陷檢測儀標準零件庫的建立
ug環(huán)境下利用GRIP實現(xiàn)螺旋錐齒輪數(shù)值仿真齒面的精確重建
ug環(huán)境下實用壓鑄模BOM系統(tǒng)的開發(fā)
ug環(huán)境下葉片曲面參數(shù)分析
ug環(huán)境下葉片曲面參數(shù)分析及編程
ug環(huán)境下直接適應性切片方法
第十頁
ug基于實體的模具數(shù)控加工策略及應用
ug界面開發(fā)技術在汽車模具設計中的應用
ug平臺下標準件庫系統(tǒng)研究
ug軟件CAE二次開發(fā)研究及應用
ug軟件在成形模設計中的應用
ug軟件在低壓電器產(chǎn)品設計中的應用
ug軟件在復雜塑料模具設計中的應用
ug軟件在逆向工程中的應用
ug軟件在農(nóng)業(yè)機械設計上的應用
ug軟件在曲面分模鍛件設計中的運用
第十一頁
ug軟件在散裝水泥運輸半掛車參數(shù)化設計中的應用
ug軟件在數(shù)控加工中的應用
ug軟件在飲料瓶模具CADCAM中的應用
ug語言界面控制、快捷鍵及快捷鍵的設置
ug運動分析在汽車轉(zhuǎn)向梯形設計中的應用
ug在高速加工中的應用
ug在輪胎活絡模具設計上的應用
ug在逆向工程技術中的應用
ug中錐齒輪的三維參數(shù)化建模
采用ug軟件按國標進行計算機輔助制圖的方法與技巧
第十二頁
齒輪仿真加工在ug中的實現(xiàn)
齒輪減速器虛擬設計中ug的應用
電子表格在ug中的應用
二次開發(fā)ug中標準件庫的建立
反求工程及其在ug中的實現(xiàn)
反求工程中基于ug的幾何建模技術的研究
關于ug軟件二次開發(fā)的研究
機床動力卡盤的ug有限元分析
基于Surfacer和ug的機電產(chǎn)品反求設計
基于ug MoldWizard的注塑模三維分模
第十三頁
基于ug NX V1[1].0
展開 汽車驅(qū)動橋知識.
由于輪邊減速比大，因此，中央主減速器的速比一般均小于3，這樣大錐齒輪就可取較小的直徑，以保證重型卡車對離地問隙的要求。這類橋比單級減速器的質(zhì)量大，價格也要貴些，而且輪谷內(nèi)具有齒輪傳動，長時間在公路上行駛會產(chǎn)生大量的熱量而引起過熱；因此，作為公路車用驅(qū)動橋，它不如中央單級減速橋。
隨著我國公路條件的改善和物流業(yè)對車輛性能要求的變化，載重汽車驅(qū)動橋技術已呈現(xiàn)出向單級化發(fā)展的趨勢。單級減速驅(qū)動車橋是驅(qū)動橋中結(jié)構(gòu)最簡單的一種，制造工藝較簡單，成本較低，是驅(qū)動橋的基本型，在重型卡車上占有重要地位；目前重型卡車發(fā)動機向低速大扭矩發(fā)展的趨勢使得驅(qū)動橋的傳動比向小速比發(fā)展；隨著公路狀況的改善，特別是高速公路的迅猛發(fā)展，許多重型卡車使用條件對汽車通過性的要求降低，因此，重型卡車產(chǎn)品不必像過去一樣，采用復雜的結(jié)構(gòu)提高其的通過性；與帶輪邊減速器的驅(qū)動橋相比，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化，單級減速驅(qū)動橋機械傳動效率提高，易損件減少，可靠性增加。
組成結(jié)構(gòu)
驅(qū)動橋主要由主減速器、差速器、半軸和驅(qū)動橋殼等組成。
主減速器
主減速器一般用來改變傳動方向，降低轉(zhuǎn)速，增大扭矩，保證汽車有足夠的驅(qū)動力和適當?shù)乃俣取Ｖ鳒p速器類型較多，有單級、雙級、雙速、輪邊減速器等。
1）單級主減速器
由一對減速齒輪實現(xiàn)減速的裝置，稱為單級減速器。其結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，東風BQl090型等輕、中型載重汽車上應用廣泛。
2）雙級主減速器
對一些載重較大的載重汽車，要求較大的減速比，用單級主減速器傳動，則從動齒輪的直徑就必須增大，會影響驅(qū)動橋的離地間隙，所以采用兩次減速。通常稱為雙級減速器。雙級減速器有兩組減速齒輪，實現(xiàn)兩次減速增扭。
為提高錐形齒輪副的嚙合平穩(wěn)性和強度，第一級減速齒輪副是螺旋錐齒輪。二級齒輪副是斜齒圓柱齒輪。
主動圓錐齒輪旋轉(zhuǎn)，帶動從動圓錐齒輪旋轉(zhuǎn)，從而完成一級減速。
展開 Tribo-X|專用于軸承、齒輪等摩擦潤滑系統(tǒng)的摩檫學計算軟件
11、應力分析
對于點、線接觸，包括齒輪接觸、凸輪接觸等，Tribo-X可以進行應力分析計算。Tribo-X可以定義摩擦副表面的多層涂層，計算x、y、z方向的應力分量及等效應力分布。
考慮摩擦表面的多層涂層
應力分布分析（滾動接觸示例）
12、穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)分析
Tribo-X可以進行穩(wěn)態(tài)分析，也可以計算隨時間變化載荷作用下的機械零件響應，比如循環(huán)載荷作用下的瞬態(tài)軸承分析及非循環(huán)載荷作用下的瞬態(tài)軸承分析、齒輪或凸輪運動分析。
不同運動時間點下壓力分布（圓柱齒輪示例）
Tribo-X應用方向
Tribo-X軟件模塊組成
1、滾動接觸模塊
可以計算任意一種點、線接觸方式，如下圖所示。定義接觸體的任意幾何形狀，如理想球體、圓柱體或橢圓幾何形狀。
不同滾動接觸方式
齒輪嚙合是相當復雜的運動過程，其接觸幾何、表面速度和載荷都隨著時間變化，因而油膜厚度也是變化的。圓柱齒輪和錐齒輪作為滾動接觸的附加模塊，可以模擬計算斜齒輪副、直齒輪副，或者準雙曲面齒輪副、直尺錐齒輪、螺旋錐齒輪副。獲得齒輪運動狀態(tài)中重要的參數(shù)。
圓柱齒輪幾何模型
凸輪及其從動件是以滑動為主的點線接觸摩擦副，同時，凸輪表面的接觸應力很高，普遍認為凸輪及其從動件之間為混合潤滑狀態(tài)，形成彈流潤滑，并把油膜厚度作為判斷凸輪磨損性能的標準，以及設計凸輪輪廓線的依據(jù)。凸輪模塊同樣作為滾動接觸的附加模塊，進行凸輪運動狀態(tài)下的模擬計算。
凸輪接觸方式
2、滑動軸承模塊
在流動動壓潤滑的機械零件中最常見的是徑向滑動軸承。
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