嚙合
關(guān)注創(chuàng)建者：李十二 創(chuàng)建時間：2021-02-08
嚙合的視頻教程
齒輪嚙合剛度和傳遞誤差的計算及不同軟件結(jié)果的對比并基于Abaqus計算演示
本課程主要為基于Abaqus的齒輪嚙合剛度和傳遞誤差的計算及不同軟件結(jié)果的對比，詳細(xì)課程主要包括以下內(nèi)容： 1、齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)激勵系統(tǒng)介紹； 2、介紹了嚙合剛度基礎(chǔ)知識，包括嚙合剛度的定義和嚙合剛度的周期性； 3、介紹了傳遞誤差基礎(chǔ)知識，包括什么是傳遞誤差，傳遞誤差和嚙合剛度的關(guān)系； 4、基于Abaqus計算了齒輪的嚙合剛度和傳遞誤差并和其他軟件進行比較； 5、詳細(xì)展示了Abaqus
免費 1小時14分鐘 616播放
查看
03基于MATLAB的齒輪嚙合仿真，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)齒輪參數(shù)，實現(xiàn)齒輪嚙合轉(zhuǎn)動動態(tài)過程。
基于MATLAB的齒輪嚙合仿真，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)齒輪參數(shù)，實現(xiàn)齒輪嚙合轉(zhuǎn)動動態(tài)過程。程序已調(diào)通，可直接運行。 購買后可下載視頻中的源程序文件。
￥45.9 44.033秒 49播放
查看
基于Abaqus的齒輪嚙合動態(tài)仿真教程
課程介紹： 大概5個章節(jié)，共10節(jié)課，配合齒輪參數(shù)，建立精確模型并進行齒輪嚙合分析。通過課程學(xué)習(xí)和練習(xí)。可讓購買者熟練掌握齒輪嚙合仿真分析方法和實踐。并且深入了解齒輪嚙合的理論及結(jié)果處理。附件包含幾何模型、kisssoft文件、abaqus文件和后處理表格模板。購買后進行下載。
￥199 4小時44分鐘 1273播放
查看
嚙合的實例教程
在對傳動系統(tǒng)進行噪聲、振動和粗糙度（NVH）分析時，齒輪嚙合的彈性對結(jié)果起著至關(guān)重要的作用。COMSOL Multiphysics? 軟件中的新特征和功能能夠準(zhǔn)確地評估齒輪嚙合剛度，從而可以幫助我們創(chuàng)建一個精確的齒輪模型。今天，我們將解釋為什么要考慮齒輪嚙合彈性，以及如何計算齒輪嚙合剛度并將其納入多體動力學(xué)模型中的重要性。
齒輪嚙合剛度的重要性
在齒輪發(fā)明之前，輪子在摩擦力的作用下將一個軸的旋轉(zhuǎn)傳遞到另一個軸上。使用這種摩擦輪的主要缺點是超過一定的扭矩值時會發(fā)送滑脫，這是因為可以傳遞的最大扭矩會受到摩擦扭矩的限制。為了克服這一限制，人們開始使用齒輪，如今更普遍是被稱為鈍齒輪或齒輪。
使用多體動力學(xué)模塊中的零件庫創(chuàng)建的齒輪對。
齒輪的主要目的是避免滑移。這就是為什么一個齒輪的齒要插入配對齒輪的齒之間的原因，這個過程稱為齒輪嚙合。與齒輪的核心區(qū)域相比，齒輪的嚙合區(qū)域更加靈活。因此，當(dāng)試圖準(zhǔn)確捕捉系統(tǒng)中的動力學(xué)和振動時，考慮齒輪嚙合的剛度很重要。
齒輪嚙合剛度取決于幾個不同的參數(shù)，最重要的是，它會隨齒輪的旋轉(zhuǎn)而變化。這使得問題變成非線性問題，并且連續(xù)變化的齒輪嚙合剛度會引起系統(tǒng)的振動。這種存在于傳動系統(tǒng)中不同部分的振動會產(chǎn)生噪聲輻射。因此，評估齒輪嚙合剛度并將其納入齒輪模型中至關(guān)重要。
使用靜態(tài)接觸分析評估齒輪嚙合剛度
為了檢查齒輪嚙合剛度，我們首先假設(shè)齒輪是彈性體，并建立它們之間的接觸模型。然后進行靜態(tài)參數(shù)分析，以確定嚙合循環(huán)中不同位置的齒輪嚙合剛度。嚙合周期的定義是齒輪旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)，之后下一個齒占據(jù)第一個齒的位置。
為了理解這個過程，我們以其中兩個均由鋼制成的齒輪為例來說明，這些齒輪具有以下特性：
在該示例中，兩個齒輪在其各自的中心處鉸接。
展開 一、計算任務(wù)書
計算對象：主、從動齒輪嚙合。
齒輪材料：合金鋼
計算目的：計算不同嚙合側(cè)隙情況下，齒輪的嚙合力。計算工況見表1。
計算工況： 主動齒輪轉(zhuǎn)速XXrpm；主動齒輪輸入扭矩XXN·m；功率XXkw。
表1 計算工況表
工況
1
2
3
4
5
6
裝配中心距
555
555.382
555.886
556.194
556.468
556.924
側(cè)隙
0
0.262
0.607
0.819
1.006
1.319
公法線
316.4855
316.4745
316.3115
316.1
315.912
315.6
二、數(shù)值計算模型
案例使用通用非線性有限元計算軟件LS-DYNA完成計算，使用HYPERMESH和LS-PREPOST軟件完成前后處理。LS-DYNA軟件在處理顯式問題方面處于國際領(lǐng)先地位，被廣泛運用到爆炸、沖擊、碰撞、成型、地震等行業(yè)，關(guān)于軟件的介紹不再贅述。
根據(jù)計算任務(wù)書并查閱相關(guān)文獻，本次計算的目的是考慮齒輪側(cè)隙對嚙合力的影響，綜合考慮顯式有限元計算齒輪嚙合的效率和目前的軟硬件情況，可將齒輪結(jié)構(gòu)的輪齒部分和其應(yīng)力影響區(qū)的結(jié)構(gòu)作為重點考察對象，忽略剛度較大的腹板和齒軸部分，用于有限元計算的幾何模型見圖1。
展開 作者：王鑫鑫，安世亞太沈陽分公司
來源：本文為安世亞太原創(chuàng)作品，上海安世亞太授權(quán)轉(zhuǎn)載
前言
利用ANSYS Fluent軟件能夠方便的計算齒輪泵工作過程中的性能參數(shù)，本文僅以內(nèi)嚙合齒輪為例，介紹了仿真主要方法，對于其他類型如外嚙合齒輪泵可以此為參考，選擇合適的方法。
在對齒輪泵進行流場仿真計算時，通常會遇到三個方面的問題：
1）嚙合間隙如何處理？
2）劃分什么樣的網(wǎng)格？
3）動網(wǎng)格如何設(shè)置？下面介紹如何使用ANSYS Fluent軟件解決這三方面問題，順利的實現(xiàn)齒輪泵動態(tài)流場的仿真。
本文所選取的實例模型如圖1所示，主要包含內(nèi)齒圈、齒輪軸、月牙隔板、泵殼等部件。
圖 1.內(nèi)嚙合齒輪模型
01 嚙合間隙的處理方法
如圖2，由于齒輪之間的嚙合間隙極小，會給流體域網(wǎng)格劃分帶來很大的困難，而且一般需要采用動網(wǎng)格技術(shù)模擬齒輪的旋轉(zhuǎn)運動，太小的間隙也會使嚙合區(qū)域網(wǎng)格重構(gòu)時產(chǎn)生嚴(yán)重的扭曲，造成計算不收斂，所以通常都會對嚙合位置進行適當(dāng)?shù)奶幚怼?圖2. 齒輪嚙合間隙示意
目前常用的處理方法主要是分離法，即通過增加兩個齒輪之間的安裝中心距來加大齒輪嚙合區(qū)域的間隙，這種方法保留了輪齒的真實形狀，但是可能會造成齒輪與其他結(jié)構(gòu)干涉等問題。另一種方法是齒面移動法，即將兩側(cè)齒面分別繞著旋轉(zhuǎn)軸向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，保證嚙合區(qū)最小間隙在0.05mm左右。
圖3.齒面移動示意圖
圖4.移動后的嚙合狀態(tài)
02 網(wǎng)格劃分方法
網(wǎng)格劃分對流場求解很重要，ANSYS提供了多種網(wǎng)格劃分工具，讓我們能夠根據(jù)模型特點、求解需求選擇最適合的工具和方法。
圖5.
展開 圖 1.內(nèi)嚙合齒輪模型
嚙合間隙的處理方法
如圖2，由于齒輪之間的嚙合間隙極小，會給流體域網(wǎng)格劃分帶來很大的困難，而且一般需要采用動網(wǎng)格技術(shù)模擬齒輪的旋轉(zhuǎn)運動，太小的間隙也會使嚙合區(qū)域網(wǎng)格重構(gòu)時產(chǎn)生嚴(yán)重的扭曲，造成計算不收斂，所以通常都會對嚙合位置進行適當(dāng)?shù)奶幚怼?圖2. 齒輪嚙合間隙示意
目前常用的處理方法主要是分離法，即通過增加兩個齒輪之間的安裝中心距來加大齒輪嚙合區(qū)域的間隙，這種方法保留了輪齒的真實形狀，但是可能會造成齒輪與其他結(jié)構(gòu)干涉等問題。另一種方法是齒面移動法，即將兩側(cè)齒面分別繞著旋轉(zhuǎn)軸向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，保證嚙合區(qū)最小間隙在0.05mm左右。
圖3.齒面移動示意圖
圖4.移動后的嚙合狀態(tài)
網(wǎng)格劃分方法
網(wǎng)格劃分對流場求解很重要，ANSYS提供了多種網(wǎng)格劃分工具，讓我們能夠根據(jù)模型特點、求解需求選擇最適合的工具和方法。
圖5. 網(wǎng)格工具和類型的選擇
ANSYS Fluent有兩種處理齒輪運動的方式：重疊網(wǎng)格和動網(wǎng)格，對網(wǎng)格的要求有所不同。
1）重疊網(wǎng)格
重疊網(wǎng)格的優(yōu)勢在于可以使復(fù)雜幾何的網(wǎng)格劃分簡化；對于包含運動域的問題，可以不使用網(wǎng)格光順和網(wǎng)格重構(gòu)方法，避免了可能會出現(xiàn)的負(fù)體積問題。
重疊網(wǎng)格由背景網(wǎng)格和部件網(wǎng)格組成，各網(wǎng)格獨立存在，在空間上相互重疊，需要通過設(shè)置重疊交界面，進行挖洞、匹配插值點等操作建立各網(wǎng)格之間的連接關(guān)系。
展開 王鑫鑫
安世亞太沈陽分公司
利用ANSYS Fluent軟件能夠方便的計算齒輪泵工作過程中的性能參數(shù)，本文僅以內(nèi)嚙合齒輪為例，介紹了仿真主要方法，對于其他類型如外嚙合齒輪泵可以此為參考，選擇合適的方法。
在對齒輪泵進行流場仿真計算時，通常會遇到三個方面的問題：
1）嚙合間隙如何處理？
2）劃分什么樣的網(wǎng)格？
3）動網(wǎng)格如何設(shè)置？
下面介紹如何使用ANSYS Fluent軟件解決這三方面問題，順利的實現(xiàn)齒輪泵動態(tài)流場的仿真。
本文所選取的實例模型如圖1所示，主要包含內(nèi)齒圈、齒輪軸、月牙隔板、泵殼等部件。
圖 1.內(nèi)嚙合齒輪模型
嚙合間隙的處理方法
如圖2，由于齒輪之間的嚙合間隙極小，會給流體域網(wǎng)格劃分帶來很大的困難，而且一般需要采用動網(wǎng)格技術(shù)模擬齒輪的旋轉(zhuǎn)運動，太小的間隙也會使嚙合區(qū)域網(wǎng)格重構(gòu)時產(chǎn)生嚴(yán)重的扭曲，造成計算不收斂，所以通常都會對嚙合位置進行適當(dāng)?shù)奶幚怼?圖2. 齒輪嚙合間隙示意
目前常用的處理方法主要是分離法，即通過增加兩個齒輪之間的安裝中心距來加大齒輪嚙合區(qū)域的間隙，這種方法保留了輪齒的真實形狀，但是可能會造成齒輪與其他結(jié)構(gòu)干涉等問題。另一種方法是齒面移動法，即將兩側(cè)齒面分別繞著旋轉(zhuǎn)軸向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，保證嚙合區(qū)最小間隙在0.05mm左右。
展開 
嚙合的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
嚙合的最新內(nèi)容
精確控制裝配間隙，如行星輪與軸孔間隙0.005-0.015mm，嚙合間隙0.1-0.2mm。利用高精度工裝保證位置精度，行星架與內(nèi)齒圈同軸度誤差±0.02mm內(nèi)。
4.檢測貫穿全程
加工中實時檢測，及時調(diào)整。成品通過振動、加載等試驗，綜合評估傳動精度等性能，確保各項指標(biāo)達標(biāo)。
</p><p>在螺釘連接建模中，活動卡箍的4.8級M20螺釘被等效為10?kN預(yù)緊力，以宏觀載荷替代螺紋嚙合與局部接觸細(xì)節(jié)，從而顯著降低自由度規(guī)模與非線性求解難度，并在保持連接剛度表征的前提下滿足整體分析精度需求。側(cè)支撐結(jié)構(gòu)依據(jù)“保留主導(dǎo)受力路徑、剔除弱相關(guān)特征”的原則進行簡化。移除局部小尺度幾何可有效減少潛在非線性并提升建模效率。
藤倉自動化微型齒輪減速機在正反轉(zhuǎn)切換及頻繁方向變換時易產(chǎn)生嚙合沖擊與磨損。通過優(yōu)化嚙合過程、降低嚙合沖擊、改進潤滑膜穩(wěn)定性、提升結(jié)構(gòu)剛性與對中，以及采用緩啟動/軟切換控制，可顯著降低沖擊磨損，提升壽命與可靠性。微型齒輪減速機正反轉(zhuǎn)易致沖擊磨損，可從設(shè)計、裝配、運行及維護著手應(yīng)對。
以調(diào)角器為例，非連續(xù)調(diào)角器（多為手動）調(diào)節(jié)時齒間未嚙合，若此時車輛發(fā)生碰撞，其將會喪失安全支撐功能——這種工況需要在測試中精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)。</p><p><strong>1.2 環(huán)境侵蝕：從“常溫測試”到“極限驗證”</strong></p><p>智能座椅集成了電機、傳感器、加熱片、控制模塊等電子元件，必須在極端環(huán)境下保持功能完整。
還可在嚙合表面噴涂10-15μm厚的二硫化鉬固體潤滑涂層，減少因摩擦導(dǎo)致的間隙擴大。
5.潤滑保養(yǎng)：推薦使用ISO VG220合成齒輪油，含3%-5%的二烷基二硫代磷酸鋅（ZDDP）添加劑，可降低摩擦系數(shù)30%以上。高溫條件（>80℃）下，使用粘度指數(shù)>180的聚醚基潤滑劑，確保油膜強度。
在傳動系統(tǒng)分析方面，V7.0新增完整的斜齒輪計算與嚙合約束能力，覆蓋直齒輪、錐齒輪與斜齒輪等典型場景，為發(fā)動機、變速箱等關(guān)鍵部件的公差分析提供更精準(zhǔn)的技術(shù)支撐。
（基于虛擬特征的數(shù)字樣機驗證）
04、協(xié)同集成：打通設(shè)計-分析的關(guān)鍵鏈路
圍繞MBD對數(shù)據(jù)一致性與語義完整性的核心要求，3DCC V7.0在協(xié)同與集成能力上實現(xiàn)重要突破。
：</strong>通過仿真分析齒輪在嚙合過程中的接觸狀態(tài)、載荷分布及嚙合剛度變化，揭示實際嚙合中的非線性特性。
齒輪高速嚙合傳動時，摩擦?xí)a(chǎn)生大量熱量，若熱量無法及時散發(fā)，將導(dǎo)致齒輪溫度升高、油品變質(zhì)，甚至引發(fā)齒輪變形、密封件老化等問題。齒輪油在循環(huán)流動過程中，能快速吸收齒面摩擦產(chǎn)生的熱量，并通過油箱、冷卻系統(tǒng)將熱量導(dǎo)出，維持齒輪傳動系統(tǒng)在適宜的工作溫度范圍內(nèi)運行，保障設(shè)備穩(wěn)定性，防止因過熱導(dǎo)致的性能衰減或故障。 密封防護能力同樣不可或缺。
結(jié)構(gòu)決定命運：多齒嚙合 VS 單齒嚙合
結(jié)構(gòu)是性能的基石。
圓弧齒同步帶： 其齒部呈圓弧形，這種設(shè)計允許多齒同時嚙合。這意味著力量被分散到多個齒上，傳動更加平穩(wěn)。
梯形齒同步帶： 其結(jié)構(gòu)決定了通常只能實現(xiàn)單齒嚙合。在傳動過程中，受力區(qū)域相對集中。
2. 性能大比拼：高精度傳動的首選
如果你的設(shè)備對精度和噪音有要求，圓弧齒通常是更好的選擇。
圖 4 公差定義
? 齒輪修形用于補償制造誤差、負(fù)載引起的齒變形以及軸和殼體變形，從而確保適當(dāng)?shù)?em>嚙合，以實現(xiàn)更有利的負(fù)載分布并減少傳動誤差。最終目標(biāo)是減少齒輪副操作引起的齒輪磨損和振動，從而有助于設(shè)計滿足指定NVH參數(shù)的耐用變速箱。
圖 5 齒面修形定義
? 偏差定義在接觸模擬中要考慮的齒輪制造誤差。
