行星齿轮传动齿根动应力计算.pdf

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1、第34卷第2期2012年2月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．34，NO．2Feb．，2012行星齿轮传动齿根动应力计算蒋立冬，李应生，朱振荣，陈营利(中国船舶重工集团公司第七。三研究所，黑龙江哈尔滨150078)摘要：针对功率分流行星齿轮传动齿轮重合度大，齿根应力计算工作量大的问题，对齿根动应力的计算问题进行了详细的研究。并以功率分流差动级太阳轮为例，对模型的建立方法、网格的划分方法、载荷的施加方法进行了详细的分析。利用Ansys中的APDL语言形成载荷文件，来控制在1个啮合周期内若干对

2、接触线位置上载荷的施加。本文的计算方法可以精确、快速地得到1个齿在啮合过程中齿根的动应力。关键词：行星齿轮传动；齿根动应力；计算方法中图分类号：THl32．3文献标识码：A文章编号：1672—7649(2012)02-0040-03doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2012．02．007ResearchonthegearrootdynamicstressoftheplanetarygeartransmissionJIANGLi-dong，LIYing—sheng，ZHUZhen—rong，CHENY

3、ing—li(The703ResearchInstituteofCSIC，Harbin150078，China)Abstract：Theworkloadisbigtocalculatethegearrootstressoftheplanetarygeartransmissionbecauseofthebigcontactratio，SOthegearrootdynamicstresswasstudiedinthepaper．Atthesametime，thesungearinthedifferentialstageofth

4、epowerdividingplanetarytransmissionwastakenanexample，thefiniteelementmodel，meshingandloadingmethodwereanalyzedindetail．FileofloadwasformedbyuseofAPDLlanguageonAnsyssoftware．Itwasusedforcontrollingloadingonlocationsofseveralcontactlinesinameshingcycle．Methodofcalcu

5、lationinthepapercanobtainthegearrootdynamicstressonatoothmeshingprocesspreciselyandquickly．Keywords：planetarygeartransmission；gearrootdynamicstress；methodofcalculation0引言齿根弯曲应力是齿轮最重要的强度性能之一，它的大小直接影响齿轮的使用寿命和安全⋯。目前多采用有限元软件Ansys等对齿轮进行接触仿真得到齿根应力值嵋。。。但对于功率分流式行星传动的齿轮，其重

6、合度较大，同时啮合的齿数多达4～6个。为了计算1个齿由进入啮合到退出啮合全过程中齿根应力的变化，对于重合度大于4的齿轮，计算至少要涉及到9个不同的齿。对于人字齿轮，1个啮合位置就是18个齿。对于有3个啮合位置的太阳轮，就至少要对54个齿进行有限元网格密划。而计算量要涉及32～38个啮合位置。因此，若要采用完整模型进行齿根动应力的计算，其计算量将十分庞大。本文通过研究与对比计算后发现，可以在保证计算精度的条件下，通过适当简化计算模型，减少有限元计算规模，实现齿根动应力的计算。1齿根动应力计算方法在进行齿根动应力计算时，首先需

7、要确定人字齿轮啮合过程中的齿向载荷分布和齿间载荷分布，文中主要计算齿轮在静载作用下的齿根应力变化，故首先根据系统静力学分析确定1对齿轮传动中所传递的总法向载荷。在确定了齿轮啮合所传递的法向载荷后，根据轮齿的几何参数关系和齿轮的结构，分析在1个啮合周收稿日期：2011—03—28；修回日期：2011—04—25作者简介：蒋立冬(1976一)，男，工学博士，高级工程师，主要研究方向为机械传动。第2期蒋立冬，等：行星齿轮传动齿根动应力计算·。41·期内的若干对接触线的位置以及相应位置轮齿的刚度。再根据上述分析结果，进一步得到轮齿

8、的啮合刚度，以及在各啮合位置相应的接触线间载荷的分配与每条接触线上载荷的分布情况，为齿轮的强度计算提供较为准确的加载位置和齿面载荷分布。计算出的各啮合位置相应的接触线间载荷的分配与每条接触线上载荷的分布，利用Ansys中的APDL语言形成载荷文件”1，在计算时导人相应的载荷文件从而在轮齿接触面上寻找载荷