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有限元分析法(FEM)在齿轮齿根强度的应用

发布于:2016-04-22 20:28
有限元分析

      齿轮是几乎在所有要求传递功率的实际中应用它是汽车、工业设备、飞机、直升飞机和舰船的经济性的主要基础。产品样品改变的节拍和大量时间和成本要求造成变量,也称为时基的竞争,已经成为现代全世界齿轮制造和在汽车、飞机和其他工业的新产品开发的主要特征。这就迫使齿轮制造者们响应不断改进齿轮装置,通过有限元分析方法使其设计和制造比以前更可靠。同时在工程界的现代趋向普遍要求不同标准化确定其标准的公共的基础,并使这些方法得到工业最好实践的证实。这将导致不同的优势,其中包括与制造者之间要去变换能力有关的不同标准特点差异减少。一些冗余的技术和成本控制。给出目前工程实践中存在差异的范围,制造者们必须常探索它们在亚洲、欧洲和美国的实践验证。这点和现代发展的“齿轮工业在2025”的展望的战略目标一致,报告建议的5个战略之一的是建立公共的标准特别强调,设计和试验标准的目标系统,标准化的质量和论证过程。
      齿轮变速箱已广泛用于各种工业,而其效率和可靠性是最终估算产品性能的关键。齿轮变速箱影响运行时间的能量损耗,振动,噪音和保证价格间其他因素,这些因素是现代制造竞争的关键,特别在航空制造工业内,它特殊的工作要求有关其可靠性和强度,低的质量和能源消耗,低的振动和噪音。考虑其可靠性和效率的一些最主要的因素是负荷分布问题,因此在整个变速箱特别在啮合轮齿上的应力分布,必须彻底地分析。
      齿轮已经制造了很多年,一直都在进行有关它们的效率,工作质量和寿命的研究。它们的关系复杂并包含在齿轮设计中有许多设计参数。齿轮设计要求一个重复的方法去优化齿轮设计参数,它决定着运动学以及强度性能两方面。由于这些参数的复杂的组合,普通的设计企业实际变成趋向于复杂的和费时的,它包含由大量工程标准数据,工程编目和设计手册选择合适的资料。因为齿轮设计方面的信息是大量的,但是对不同标准和工程实践的比较分析研究还十分缺乏。
      目前最普及的标准ISO和AGMA,这些标准在选择方法以及模型和方法的不同,造成相同的齿轮在同样工况下得到的设计解不同。到目前为止,该领域缺乏提供两标准的系统的比较分析和详细的有限元(FEM)分析论证。在ISO标准中,有限元法是作为处理齿轮强度要求(方法A)的最精确的方法,并可用来作其他方法获得的结果的证实的目的,本研究企图提供一种系统的着重基于直齿轮和斜齿轮的实际FEM模型的齿根强度的ISO和AGMA标准之间的比较分析。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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