[发明专利]一种行星传动人字齿轮有限元网格自动建模与装配方法

摘要

本发明一种行星传动人字齿轮有限元网格自动建模与装配方法，包括：确定单个斜齿轮两侧齿面及齿根过度廓形的节点坐标；将中间轮体的轮廓绕轴旋旋转一个齿所占角度得到两侧齿槽轮廓；在边界轮廓的基础上，采用离散点构建出单个斜齿轮的实体；对于另一半斜齿轮节点通镜像方法确定；确定齿槽节点；按照8节点六面体线性单元节点顺序从新进行单元及单元节点编号生成任意个齿的人字齿轮；最后给定行星轮转角确定太阳轮、齿圈轮的理论转角，根据该转角和安装关系将各齿轮节点通过坐标变换转化到统一参考坐标系即完成了齿轮副有限元模型的精确装配。本发明方法生成的网格数据文件可直接导入Abaqus软件进行加载接触分析，显著提高了齿轮设计分析精度和效率。

主权项

1.一种行星传动人字齿轮有限元网格自动建模与装配方法，其特征在于，包括：首先根据齿轮啮合原理将刀具齿形表示在齿轮坐标系中获得标准渐开线齿面，内、外齿轮副的修形均放在行星轮上，通过标准渐开线齿面与法向修形曲面叠加构造修形齿面，确定了单个斜齿轮两侧齿面及齿根过度廓形的节点坐标；其次，根据齿根过度廓形的边界点确定中间轮体的轮廓，将中间轮体的轮廓绕轴旋旋转一个齿所占角度得到两侧齿槽轮廓；然后，在边界轮廓的基础上，通过坐标旋转变换用离散点填充轮廓之间的实体部分，采用离散点构建出单个斜齿轮的实体；对于另一半斜齿轮节点通镜像方法确定；拉伸一端斜齿轮内端面轮体确定齿槽节点；至此，单齿节点全部确定，其他齿的节点通过绕轴旋转确定，按照8节点六面体线性单元节点顺序从新进行单元及单元节点编号生成任意个齿的人字齿轮；结合行星齿轮接触分析TCA，给定行星轮转角确定太阳轮、齿圈轮的理论转角，根据该转角和安装关系将各齿轮节点通过坐标变换转化到统一参考坐标系即完成了齿轮副有限元模型的精确装配；最后，按照Abaqus输入inp文件的编写规则，将上述有限元模型的节点、单元及所需要设置的点集、边界条件、接触设置等编写生成inp文件，通过编程输入齿轮基本参数，就可实现高精度行星传动修形人字齿轮副有限元网格的自动生成和齿面外层网格的疏密控制、装配和前处理。