关键词： 焊接齿轮   有限元分析   应力   应变  

摘要： 研究17CrNiMo6外齿圈、35CrMo轮毂焊接大齿轮结构合理性,建立实体模型,利用Solid Works有限元软件模拟焊接大齿轮在额定载荷下不同尺寸厚度的腹板所产生的应力、应变,分析模拟结果对零件的影响,得出最佳工艺方案,满足零件设计及使用要求,降低生产成本。

关键词： 摆线式永磁齿轮   结构参数   控制变量法  

摘要： 基于摆线式永磁齿轮(Cycloid Permanent Magnetic Gear,CPMG)运行机理给出模型参数的计算方法,可对CPMG各关键结构参数进行初步设计;利用Ansoft有限元软件建立了仿真模型,通过控制变量法对CPMG内外轭铁厚度、永磁体厚度及气隙等参数与传递转矩的关系进行仿真分析,并对上述参数逐一优化。结果表明:所建的CPMG结构参数计算模型与仿真结果相当;CPMG中的各结构参数对转矩影响较大,经优化后可提高其输出转矩。

关键词： 差速器   非圆锥齿轮   有限元方法   强度设计  

摘要： 针对越野车变转矩限滑差速器锁紧系数较小的问题,提出了一种新型限滑差速器非圆锥齿轮结构,行星齿轮与半轴齿轮齿数之比为1∶2,传动比以行星齿轮转1圈为1个周期,可以最大限度地提高传动比变化幅值,达到±40%,使差速器的理论锁紧系数由原来的1.857增加到2.33,增强了车辆的通过性。针对非圆锥齿轮传动的特点,提出该差速器结构有限元建模、分析方法:先用接触面结点耦合的方法求出给定转矩下小齿轮的转动位移,再建立接触摩擦模型,利用转动位移作为输入条件求得各锥齿轮工作应力。对不同结构的限滑差速器非圆锥齿轮进行不同方法的有限元仿真计算比较,结合传动试验,结果证明所改进的结构性能和强度更优,所采用的仿真计算方法正确有效。

关键词： 注塑齿轮   莫数   腹板厚度   翘曲变形   拟合  

摘要： 针对注塑齿轮翘曲的问题,从注塑齿轮参数化建模的角度出发,分析齿轮的模数和腹板厚度对翘曲变形的影响。运用NX8.5和Moldflow进行建模和翘曲分析,结果显示收缩不均是引起翘曲变形的主要因素,所以选取收缩不均引起的最大翘曲变形量为目标参数。通过分析,得出模数和腹板厚度及其交互作用对目标参数的影响规律曲线,并用Matlab对曲线进行拟合,对结构参数和目标参数之间的关系用数学方程进行描述,为注塑齿轮的参数化设计提供一定的参考。

关键词： 弧齿锥齿轮   承载能力   模拟仿真   强度校核   喷油润滑  

摘要： 随着现代工业的不断发展,弧齿锥齿轮所需要传递的功率越来越大、承载能力越来越高、转速越来越快、体积和重量越来越小,这些都促使了对弧齿锥齿轮的啮合设计、加工制造、工作环境等综合特性带来更大的挑战。目前,航空弧齿锥齿轮的设计与应用技术已经成为制约我国航空航天装备向高速重载、大功率、轻量化和高寿命等方向发展的重要因素。本文是针对某航空发动机高速弧齿锥齿轮的承载能力不足、润滑效果不理想的问题,采用有限元法和有限体积法从结构和润滑两方面展开了详细的数值分析研究。首先,针对某航空发动机高速弧齿锥齿轮传动性能达不到现阶段使用要求的现状,通过对弧齿锥齿轮的啮合设计理论、加载接触分析及其本身结构进行分析,提出了增大原有弧齿锥齿轮副模数和齿宽的改进方案。接着,采用传统的强度计算公式进行校核,表明改进后弧齿锥齿轮的接触强度、弯曲强度和胶合承载能力均得到了提高。然后,基于有限元技术建立改进后弧齿锥齿轮的有限元模型,对啮合区的接触应力和弯曲应力进行了详细分析。结果表明本次设计解决了原有齿轮强度裕度不足的问题,使锥齿轮接触疲劳强度提高了约27.3%,轮齿弯曲强度提高了约40.2%,齿面胶合承载能力提高了约28.7%。其次,分析了喷油润滑特性对高速弧齿锥齿轮承载能力的影响,由于弧齿锥齿轮的空间啮合理论比较复杂,直接对其进行润滑数值分析非常困难,本文引入了当量直齿圆柱齿轮。结合摩擦学、传热学、流体动力学等理论知识,并借助计算流体动力学软件对其喷油润滑系统进行深入研究,主要分析了其温度场、压力场和速度场的分布及变化趋势。然后详细分析了喷油润滑的几个主要因素(包括润滑油粘度、齿轮转速和喷油速度)对其承载能力的影响。得到了齿轮润滑系统的温度、压强、速度分析方法,结果表明粘度和喷油速度对温度场的影响较大,转速和喷油速度对压力场的影响较大,三种因素对速度场的影响均较为显著。随后分析了三种因素的两两耦合作用对润滑的影响,得到了更为系统的喷油润滑影响因素研究结论。本文改进后的弧齿锥齿轮不仅能满足现阶段的使用要求,而且采用的有限元法和有限体积法将对弧齿锥齿轮承载能力的数值模拟研究提供技术支持和帮助。

关键词： 注塑齿轮   结构特征   收缩   翘曲变形   数学模型  

摘要： 随着塑料工业的不断发展,塑料制品广泛应用于工业和生活中。齿轮是常用的机械零件之一,塑料齿轮更是以质量轻、噪声低、耐腐蚀等优点得到越来越广泛的应用。注塑成型是塑料齿轮主要的加工方式,成型过程中的收缩变形严重影响齿轮的质量和使用寿命。目前对注塑齿轮的结构特征引起的收缩变形分析还不完善,本文主要针对成型收缩中的收缩不均问题,来研究注塑齿轮的结构特征与收缩之间的关系。通过对塑料齿轮的应用分析,选择小模数注塑齿轮为研究对象;通过对齿轮结构参数的分析,并根据其结构参数之间的固有关系,建立结构不同的齿轮模型；通过对适用于齿轮生产的高分子材料的分析,选定聚甲醛作为齿轮材料；通过对齿轮成型缺陷的分析,选择收缩不均引起的最大翘曲变形量为目标参数。对所有齿轮模型进行网格划分、建立冷却系统和浇注系统、设置工艺参数。用Moldflow模流软件对所有的齿轮模型进行翘曲分析,用Origin得出结构参数与目标参数的关系曲线,根据关系曲线确定函数类型；根据函数类型用MATLAB对数据进行拟合,得到齿轮的结构参数与目标参数之间的数学关系式；对运用所得公式计算出的结果与仿真数据进行误差比较,结果显示两组数据之间的差值很小,说明了拟合公式选择的合理性。本研究为齿轮的参数化设计提供基本的数学模型,为注塑齿轮的研究提供一定的指导。同时,也为具有相同结构特征的注塑件的研究提供一种新思路。

关键词： 离子风扇   现代设计   ANSYS   卡勾结构   齿轮结构   风道结构  

摘要： 离子风扇是一款能够产生负离子并将其释放到周围空气中从而起到净化空气、改善人们的生活环境的产品。随着计算机技术的发展,设计部门利用现代设计方法来解决实际设计过程中的问题变得越来越广泛。现代设计方法不仅可以缩短设计周期,而且设计出来的产品更加可靠和美观。设计人员可以运用现代设计方法对构件作反复设计修正,达到优化结构的目的,大大的提高了产品的竞争力。本文主要是应用现代设计思想设计一款全新的离子风扇。现代设计思想即产品在开发过程中经历初期设计,模拟分析,改进设计,模拟验证,样机试验等几个阶段,避免了应用传统“试误法”所带来的周期和成本的增长。论文依据现代设计思想介绍了离子风扇的技术要求、总体设计方案以及对离子风扇进行的初步设计;在结构分析和改进阶段,主要针对技术指标分别从产品的卡扣结构、齿轮结构以及风道结构等三个重点方面进行分析,通过Pro/E软件建立参数化模型,导入有限元分析软件ANSYS,在ANSYS中进行有限元求解、分析,具体分析了卡勾结构的可靠性、齿轮结构的寿命以及风道结构的出风效果,并根据分析,对卡勾进行应力集中、齿轮材料、风道出风均匀性等三个部分进行改进;在模拟验证阶段,完成了对改进后结构的模拟验证,模拟结果符合设计要求,最终提高了各部分性能,达到了客户的要求,为公司产品设计提供了参考依据,促进了研发部门应用现代设计理念解决实际问题。论文的最后分别用整机跌落测试、齿轮的寿命试验以及风道风速风量的测量试验对样机进行了验证,测试结果符合要求,进而从样机的角度再一次验证了应用现代设计思想进行设计的可行性。

关键词： 吊具设计   锥齿轮   齿轮结构   时间成本   加工成本   加工效率   螺纹孔   低成本  

摘要： 由于锥齿轮结构的特殊性,其吊具的选择显得尤为重要。通常使用吊环进行吊装,需要在锥齿轮上增加吊装用螺纹孔,增加了整体加工成本与时间成本。为了提高加工效率、降低成本,本文设计了一种专用的锥齿轮吊具。

关键词： 圆柱齿轮   模态分析   齿轮固有频率   有限元计算模型   结构优化   调频  

摘要： 阐述了圆柱齿轮模态分析方法,联合UG和ANSYS软件建立了圆柱齿轮模态计算分析模型,并对圆柱齿轮结构调频优化进行了探索。结合不同结构齿轮模型的模态分析结果,通过对比分析归纳了其固有频率计算数据,得到相关规律,提出了齿轮结构调频优化方法。该方法减少了调频优化过程中不必要的迭代,提高了分析效率,为齿轮调频优化提供了理论依据和方法指导。

关键词： 磁力齿轮   功率守恒   圆心角   静态转矩   极弧系数  

摘要： 本文基于磁场调制原理分析了磁场调制式磁力齿轮的结构,从功率守恒的角度揭示了磁力齿轮的运行原理。本文计算了两个不同圆心角大小的磁力齿轮的外气隙的气隙磁密,并对气隙磁密进行谐波分析,揭示了调磁铁块圆心角的大小对调磁铁块的调磁性能的影响。通过对有限元模型的计算,本文率先探究了磁力齿轮的最大静态转矩与永磁体极弧系数的关系,并找到最佳极弧系数。