斜齒圓柱齒輪計算的案例
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斜齒圓柱齒輪載荷分布及熱彈流溫度場分析
作者：薛建華，張振華丨陜西漢德車橋有限公司
摘 要
嚙合面載荷分布是斜齒輪設計和強度校核的基礎。以傳動誤差為基礎，基于嚙合面和端面剛度建立了斜齒輪單位線載荷分析模型，通過數值解法得到了斜齒輪嚙合面上單位線載荷和轉角誤差分布。為便于設計和校核，建立了既綜合考慮齒廓因素和軸向因素，又能反映嚙合面載荷的特征坐標系。將斜齒輪副簡化為兩個反向圓錐臺接觸模型，完善了斜齒輪熱彈流分析模型，得到了斜齒輪接觸點油膜壓力、厚度和溫度場分布，得到了沿特征坐標分布的閃溫。結果：斜齒輪齒廓中部承擔了大部分載荷，其變化規律與轉角誤差相同。
1.引言
平行軸斜齒圓柱齒輪是高速重載傳動中的首選，其重合度高，傳動平穩，振動和噪音小，已得到廣泛應用。斜齒輪嚙合過程中單位線載荷的計算是斜齒輪設計和強度校核的基礎。熱彈流分析是校核承載能力的重要方法。
展開 斜齒圓柱齒輪在Proe中的三維建模
輕工機械-2005年 02期-斜齒圓柱齒輪在Proe中的三維建模
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基于Solidworks Motion斜齒圓柱齒輪機構的動力學分析
2）裝配斜齒圓柱齒輪機構
插入驅動齒輪，設置配合：驅動齒輪孔的臨時基準軸與原點重合；端面與正視基準面距離34mm
插入轉軸，設置配合：轉軸圓柱面臨時基準軸與上視基準面重合；轉軸圓柱面臨時基準軸與驅動齒輪臨時基準軸距離170；端面與驅動齒輪端面重合，
插入從動齒輪，設置配合：從動齒輪圓柱面與轉軸圓柱面同心；端面與轉軸端面重合；其創建的基準面與驅動齒輪創建的基準面重合。
裝配完成后，結果如下圖所示：
四.斜齒輪機構動力學分析
1）新建運動算例
以驅動軸孔為基準，創建馬達，大小為730PRM，參數如下圖所示：
設置接觸，參數如下圖
運動屬性設置如下：
根據驅動輪轉速，只需小齒輪轉一圈，所以只需拖動仿真時間到0.1s，開始計算運動算例。
2）結果分析及討論
計算完成后，查看驅動齒輪角速度如下圖：
從上圖可以看出，驅動齒輪轉速為4380度/s，這是給定的小齒輪轉速。可見小齒輪的確在按照給定的速度在勻速轉動。
查看從動齒輪角速度如下圖：
首先對驅動齒輪的角速度進行理論計算。根據傳動比關系，計算出大齒輪的角速度如下：
如上圖可以看出，該齒輪開始速度為零，很快增加到一個數值，然后在該值附近小幅度波動，該值為1454，與理論計算結果差異很小。
本文沒有才用齒輪耦合副進行運動學仿真，那樣會得到更接近理論值得解。而是采用了齒輪相互接觸的動力學分析，兩則有著本質的區別，當用齒輪副來建模齒輪機構時，僅僅是表達幾何量之間的關系，所以只能得到運動學的量。而是實際情況是：用小齒輪推動大齒輪運動，所以這是是個動力學問題。
展開 斜齒圓柱齒輪三維參數化建模運動仿真及其在機床設計中的應用
組合機床與自動化加工技術-2004年 11期-斜齒圓柱齒輪三維參數化建模運動仿真及其在機床設計中的應用
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221 基于matlab編制的直齒圓柱齒輪應力計算程序 ￥35.9
基于matlab編制的直齒圓柱齒輪應力計算程序，輸入設計參數：模數、齒頂高、齒寬、嚙合齒數、轉速、扭矩、安全系數、壓力角、齒輪類型（開式、閉式）等，輸出彎曲應力和許用應力，并對比是否滿足要求。并把程序成GUI界面。包含程序說明文檔。程序已調通，可直接運行。
斜齒輪采用斜齒設計，齒面逐漸嚙合
斜齒輪采用斜齒設計，齒面逐漸嚙合，與正齒輪相比，運行更平穩、更安靜。斜齒輪常用于汽車、工業和動力傳動系統，以實現高效的扭矩傳遞。
SolidWorks-斜齒輪與斜齒輪軸的三維參數化建模及其接觸分析研究
機電工程技術-2005年 05期-SolidWorks-斜齒輪與斜齒輪軸的三維參數化建模及其接觸分析研究
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學習記錄——Workbench齒輪嚙合瞬態動力學評估——直齒圓柱齒輪動力學評估
今天學習的案例是是Workbench齒輪嚙合瞬態動力學評估，該案例的難點是第一點是如何通過接觸對齒輪進行等效模擬，第二個是影響齒輪收斂因素主要是法向剛度和扭轉剛度。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統的構建
導入模型如圖所示。
1.2材料模型系統的構建
密度：7850
楊氏模量：210e9
泊松比：0.3
1.3有限元模型系統的構建
1.3.1材料賦予
1.3.2連接關系：轉動和接觸
1.3.3網格劃分
2求解
2.1載荷邊界條件
主要是兩個齒輪的轉動副。
2.2位移邊界條件
2.3求解設定
關閉自動時間步，打開大變形，時間步設50。
3.后處理
下面是本案例的思維導圖。
展開 學習記錄——Workbench齒輪嚙合瞬態動力學評估——直齒圓柱齒輪動力學評估
<p>今天學習的案例是是Workbench齒輪嚙合瞬態動力學評估，該案例的難點是第一點是如何通過接觸對齒輪進行等效模擬，第二個是影響齒輪收斂因素主要是法向剛度和扭轉剛度。</p><p>本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。<span style="color: rgb(25, 27, 31);">如圖所示。
Proe創建直齒圓柱齒輪
最終結果如下圖所示。
方法：
1.新建一個零件。
2.點擊【工具】-【參數】添加參數。
3.點擊【草繪】，繪制4個圓，尺寸任意，因為在后面我們會把這些尺寸通過關系進行賦值。
4.點擊【工具】-【關系】，添加如下的關系。
HA=HAX*M
HF=(HAX+CX)*M
D=M*Z
DA=D+2*HA
DF=D-2*HF
DB=D*COS(ALPHA)
D0=DA
D1=DB
D2=DF
D3=D
點擊【再生】模型，我們就可以看到草繪的尺寸被重新賦值了。
5.創建基準軸。
6.創建齒廓漸開線。點擊【曲線】-【從方程】-【完成】。選擇坐標系，類型選擇“笛卡爾”，彈出記事本窗口，輸入漸開線方程。
r=DB/2
theta=t*45
x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180
y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180
z=0
漸開線創建完成。
7.創建基準點。選擇漸開線和圓的交點創建基準點。
8.過上一步創建的基準點和第5步創建的基準軸創建基準平面。
9.再次創建一個基準平面。與上一個基準平面的夾角為90/Z（即360/(4*z)）。
在消息提示欄出現下圖所示的提示，選擇是。
10.鏡像漸開線。選擇漸開線，以上一步創建的基準平面為參照進行鏡像。
展開 Solidedge中圓柱齒輪的建模與運動仿真
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基于ABAQUS的直齒圓柱齒輪模態分析
結 論
從上述曲線和圖形表明：
齒輪的固有頻率與齒輪的材料有關，在相同階數的情況下，齒輪材料的彈性模量越大，則齒輪的固有頻率越大；
齒輪的固有頻率和齒輪的結構有關，在相同階數的情況下，齒輪的固有頻率隨腹板厚度的增大而增大；
齒輪的低階振型主要為扭轉振動和彎曲振動，階數越高，振動位移越大，從振型圖可以看出齒輪的薄弱環節在齒根處和輪齒接觸面上，從而可以對齒輪進行針對性優化。
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