一种齿轮副啮合斑点的有限元分析方法技术

本发明专利技术公开了一种齿轮副啮合斑点的有限元分析方法，其特征在于：包括：S1在三维软件中建立完整的齿轮副装配模型并进行位置调整；S2从完整装配模型中切割出分析模型；S3将切割出的分析模型进行实体网格划分与接触面设置；S4定义边界条件；S5将模型导入有限元分析软件进行解算；S6对解算结果进行后处理以获得齿面接触斑点、接触应力。本发明专利技术的有益效果是：通过仿真接触斑点、齿面接触应力来评价齿轮在真实工作条件下的啮合性能，这是传统的TCA技术无法做到的。

【技术实现步骤摘要】
一种齿轮副啮合斑点的有限元分析方法
本专利技术涉及一种齿轮副啮合斑点的有限元分析方法。
技术介绍
齿轮尤其是蜗轮蜗杆副、螺旋锥齿轮副等作为相交轴传动的基础元件，具有重合度高、传动平稳、噪声小、承载能力大、传动比大等优点，因而被广泛应用于汽车、工程机械、航海、航空、航天等领域动力机械关键部件。齿轮在传动过程中，一对啮合的轮齿齿面接触区域位置、大小、形状对于齿轮传动的质量及效率、传动的承载能力、传动的动态性能等等，有着极其明显的影响。因此轮齿齿面接触区域成为评定齿轮传动能力的重要技术指标。为了保证齿轮传动具有良好的工作性能，轮齿接触区域分析显得非常的迫切和重要。长期以来，轮齿接触区域分析采用实验方法进行，即将一对齿轮装配后，将啮合轮齿齿面涂红丹粉，然后手动跑合，肉眼观察轮齿齿面啮合斑点，以此判断轮齿接触区域情况。这种方法费时费力，相当程度上依赖于操作者的经验。随着计算机技术的发展，轮齿齿面接触分析(TCA，ToothContactAnalysis)技术，在不考虑加载变形和误差等因素的前提下，对局部接触的两齿面啮合和接触进行纯几何模拟，在计算机上预先得出齿面接触区域的形状、大小和位置。但是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种齿轮副啮合斑点的有限元分析方法，其特征在于：包括：S1在三维软件中建立完整的齿轮副装配模型并进行位置调整；S1.1建立完整的齿轮副装配模型；S1.2选择要研究的一对轮齿；S1.3调整模型的初始位置，使两齿轮间的最小间隙最小化；S2从完整装配模型中切割出分析模型；S2.1选出要研究的那对齿在啮合过程中前后共有几对轮齿参与啮合以及啮合过程经历的时长；S2.2切除所要研究的这几对轮齿之外的其余部分；S3将切割出的分析模型进行实体网格划分与接触面设置；S3.1将分析模型导入有限元前处理软件Hypermesh；S3.2定义材料属性；S3.3划分实体网格；S3.4设置接触面网格；S3.5导出有限元网格...

【技术特征摘要】
1.一种齿轮副啮合斑点的有限元分析方法，其特征在于：包括：S1在三维软件中建立完整的齿轮副装配模型并进行位置调整；S1.1建立完整的齿轮副装配模型；S1.2选择要研究的一对轮齿；S1.3调整模型的初始位置，使两齿轮间的最小间隙最小化；S2从完整装配模型中切割出分析模型；S2.1选出要研究的那对齿在啮合过程中前后共有几对轮齿参与啮合以及啮合过程经历的时长；S2.2切除所要研究的这几对轮齿之外的其余部分；S3将切割出的分析模型进行实体网格划分与接触面设置；S3.1将分析模型导入有限元前处理软件Hypermesh；S3.2定义材料属性；S3.3划分实体网格；S3.4设置接触面网格；S3.5导出有限元网格；S4定义边界条件；S4.1建立中心与孔壁的刚性梁连接；S4.2约束齿轮中心节点的自由度；S4.3齿轮中心节点施加力矩与位移条件；S4.4设置分析参数；S5将模型导入有限元分析软件进行解算；S6对解算结果进行后处理以获得齿面接触斑点、接触应力。2.根据权利要求1所述的一种齿轮副啮合斑点的有限元分析方法，其特征在于：S1中，选择即将开始大端啮合的一对轮齿作为研究轮齿对。3.根据权利要求1所述的一种齿轮副啮合斑点的有限元分析方法，其特征在于：S2中，选出要研究的那对齿在啮合过程中前后2对轮齿。4.根据权利要求1所述的一种齿轮副啮合斑点的有限元分析方法，其特征在于：S3中，将参数的单位转化为毫米单位制；采用一次四面体实体单元solid185单元对齿轮实体模型划分网格；对轮齿的表面设置为对称接触面网格对，即每个轮齿的表面网格既是目标单元同时也是接触单元，目标单元采用target170单元，接触单元采用conta173单元。5.根据权利要求1所述的一种齿轮副啮合斑点的有限元分析方法，其特征在于：S4中，分别在两个齿轮的中心建立节点，中心节点与孔壁节点建立一一对应的蛛网状刚性梁连接单元；小齿轮旋转中心节点设置：UX＝0、UY＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴海兵，孙全平，许兆美，陈前亮，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32