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MDESIGN 是由德国德累斯顿大学开发的一套圆柱齿轮、行星齿轮优化，齿轮箱整体计算，以及高强度螺栓设计等一系列软件。今天给介绍一下利用MDESIGN lvr模块进行圆柱齿轮啮合分析，修形优化。& k! C4 O W- }% u
过去传统的设计齿轮，都是基于ISO6336的标准进行计算，在做初始设计的时候很难考虑齿轮真实的啮合情况，比如轴的弯曲，轴承的油隙，轴系的布置等等。MDESIGN在设计齿轮的时候充分考虑了这些情况，基于有限元理论，准确模拟齿轮间的接触情况，做到精确设计。现以一主减速装置进行举例说明。+ D( R; G( T6 Q3 C; s/ I) R" \
这一对齿轮传动比达到6以上，主轴上受到多个附加载荷，而且载荷非常大，直接影响到轴的变形和齿轮啮合。通过参数输入，建立此轴系，如图1所示。
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4 R! c1 M0 @4 Y建模完成后，进行啮合计算分析，一般要通过接触应力分布图、传递误差，振动频谱，轴弯曲状态等等来评价齿轮啮合的质量。如图2为轴弯曲图。3 r2 a5 ~# D. H" n4 E) V+ M1 w, m
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6 n9 U# y4 L3 g0 g0 q, @现通过应力分布来进行修形前后对比。图3为修形前的接触分布图，载荷分布系数为1.216。
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$ X+ A+ P( w3 [. o宽度方向为齿形方向所受载荷，长度方向为齿向方向所受载荷。大家看到齿形方向即节圆附近中间载荷比较大，齿向方向由于轴变形造成一端偏载。边缘的锯齿说明斜齿轮刚接触时齿顶受载荷比较大的缘故，大家请看图4中的三维载荷图就可明白。2 x p( L$ h* S8 Z8 Z1 _! W- X
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在进行齿顶修形和齿向修形后，载荷分布系数减小为1.115请看一下载荷分布图5，齿形方向载荷过渡平稳，齿向方向经过鼓形修齿后，偏载大大减轻。经和试验数据比对后，数据非常接近。3 \7 q. M1 D1 r% i5 }
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3 N+ n# U% M2 }+ H国外齿轮已经向精确化方向发展。国内设备这块已经大幅度更新，好多企业磨齿机这块都是上千万的投入，可是在修形数据这块还是仅凭工人师傅经验处理，没有精确化的数据，机器再好也发挥不出威力。因此在重视硬件的时候，也要软件的投入。
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发表于 2011-1-14 19:35:29
楼主