[发明专利]考虑基体刚度修正的剥落斜齿轮副的啮合特性分析方法

摘要

本发明属于机械动力学技术领域，尤其涉及到一种考虑基体刚度修正的剥落斜齿轮副的啮合特性分析方法，该方法首先将斜齿轮副轮齿沿齿宽方向分解为N个独立且均匀的薄片直齿轮，基于已知的剥落大小与位置参数，确定每片直齿轮上剥落的情况；通过势能法并引入有限元基体刚度修正系数来计算单片剥落直齿轮的时变啮合刚度；基于ANSYS软件参数化编程，建立三维有限元剥落斜齿轮接触模型并求解获得时变啮合刚度，便于实现与解析法结果的分析比较。基于解析与有限元求解方法，分析了剥落宽度ws、剥落长度αs、剥落轴向位置、剥落齿向位置对于斜齿轮时变啮合刚度的影响，同时考虑轴向多剥落和齿向多剥落对于斜齿轮啮合刚度的影响。

主权项

一种考虑基体刚度修正的剥落斜齿轮副的啮合特性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取斜齿轮副的基本参数、剥落位置和剥落尺寸参数；步骤2：根据能量法与切片理论计算获取斜齿轮的时变啮合刚度，建立考虑非线性接触、有限元修正基体刚度、剥落斜齿轮副啮合刚度的计算模型；步骤3：通过ANSYS的参数化编程建立含剥落的啮合斜齿轮副三维模型，同时在软件中建立接触单元并求解获得时变啮合刚度和啮合特性；步骤4：根据解析计算方法及有限元求解方法，确定剥落宽度ws、剥落长度αs、剥落轴向位置、剥落齿向位置对斜齿轮时变啮合刚度的影响；同时对斜齿轮齿向多剥落、斜齿轮轴向多剥落的情况进行啮合特性分析；步骤5：根据解析法计算获得时变啮合刚度的基础数据，再获得斜齿轮载荷分配系数，由此获得剥落时斜齿轮接触应力和齿根弯曲应力的计算方法，然后通过计算得到斜齿轮接触应力和齿根弯曲应力在齿面上的分布，获得剥落时斜齿轮的承载能力；再经过计算得到最大齿面接触应力与齿根弯曲应力来研究啮合过程的强度特点；最后通过与步骤4中的啮合特性分析校验，进而分析出齿轮啮合过程中的啮合特性。