鼓形齒聯(lián)軸器全齒動(dòng)態(tài)力學(xué)研究

基于ANSYSLS—DYNA建立了GIICL9型鼓形齒聯(lián)軸器全齒動(dòng)態(tài)有限元模型。研究發(fā)現(xiàn)，仿真時(shí)需要控制啟動(dòng)過(guò)程中的沖擊；接觸應(yīng)力沿齒高方向分布不均勻，各齒齒面平均接觸應(yīng)力值也各不相同；刀具位移圓半徑越小，各齒接觸應(yīng)力值越離散；轉(zhuǎn)速不會(huì)影響穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)鼓形齒齒面較大接觸應(yīng)力和齒根較大米塞斯應(yīng)力。

齒面磨損是鼓形齒聯(lián)軸器的較主要失效形式，而齒面接觸應(yīng)力是這種失效形式的主要誘因～。Williams等人曾通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量了齒面接觸應(yīng)力，但是試驗(yàn)過(guò)程破壞了輪齒原本的接觸特性，說(shuō)明齒面接觸應(yīng)力很難直接測(cè)量。KanemitsuYoichi指出鼓形齒聯(lián)軸器在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中受力非常復(fù)雜。易傳云、楊叔子等人建立了鼓形齒內(nèi)外齒面方程，獲得了若干運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的結(jié)論。張勇等人在ANSYS中建立了鼓形齒單齒嚙合有限元模型，得出了鼓形齒接觸應(yīng)力分布特性。朱文文、夏清華等人基于ANSYS軟件建立了鼓形齒聯(lián)軸器全齒有限元靜力學(xué)模型，研究了主要參數(shù)對(duì)齒面接觸應(yīng)力的影響。目前，針對(duì)鼓形齒聯(lián)軸器全齒動(dòng)態(tài)力學(xué)的仿真分析鮮有開(kāi)展，并且理論計(jì)算和靜力學(xué)仿真，都沒(méi)有考慮到啟動(dòng)沖擊的影響。本文基于有限元軟件ANSYSLS—DYNA，并考慮啟動(dòng)沖擊過(guò)程，模擬實(shí)際工況建立了GIICL9型鼓形齒聯(lián)軸器全齒動(dòng)力學(xué)有限元模型

基于LS—DYNA軟件對(duì)GIICL9型鼓形齒聯(lián)軸器進(jìn)行了整體建模及動(dòng)力學(xué)仿真，考慮了啟動(dòng)過(guò)程中的沖擊現(xiàn)象，研究了刀具位移圓半徑和轉(zhuǎn)速對(duì)齒面接觸應(yīng)力的影響，得出以下結(jié)論：(1)由于鼓形齒齒面接觸應(yīng)力的接觸式直接測(cè)量很難實(shí)現(xiàn)，且實(shí)驗(yàn)研究鮮有開(kāi)展，所以，文中主要進(jìn)行了仿真結(jié)果與理論結(jié)果對(duì)比分析，說(shuō)明研究方法的性。(2)提取鼓形齒齒面接觸應(yīng)力發(fā)現(xiàn)，齒面接觸應(yīng)力沿齒高方向分布并不均勻，各齒平均接觸應(yīng)力也各不相同，說(shuō)明理論計(jì)算公式所作的假設(shè)前提并不成立，在實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)造成較大偏差。(3)研究了刀具位移圓半徑對(duì)鼓形齒聯(lián)軸器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)力學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)鼓形齒刀具位移圓半徑越小，沿鼓形齒齒高方向的接觸應(yīng)力分布越不均勻，各齒平均接觸應(yīng)力也越離散。(4)對(duì)不同額定轉(zhuǎn)速下鼓形齒聯(lián)軸器的動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行仿真計(jì)算發(fā)現(xiàn)，啟動(dòng)階段轉(zhuǎn)速對(duì)鼓形齒齒面接觸應(yīng)力和齒根米塞斯應(yīng)力的影響顯著，穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段轉(zhuǎn)速對(duì)鼓形齒齒面接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力的影響很小