斜齿轮有限元接触分析参数化建模方法
2014-07-08尚振国高天一王华
机械工程师 2014年10期
尚振国,高天一,王华
(1.大连海洋大学 机械与动力工程学院,辽宁 大连 116023;2.东北财经大学 实验教学中心,辽宁 大连 116025)
0 引 言
宽斜齿轮传动在大功率齿轮传动装置中的应用日益广泛,虽然相关标准[1-2]提供了斜齿轮强度计算方法,但是这些方法不能提供应力分布、载荷分配等详细啮合状态信息。有限元接触分析法是研究齿轮啮合状态的一种有效方法,建立斜齿轮有限元接触分析模型需要解决数据存储、斜齿轮网格自动生成、啮合齿对接触区网格细化等问题。国内、外已有很多学者研究了斜齿轮有限元接触分析建模方法[3-4],这些方法采用自编程序实现数据存储、网格自动划分,采用全齿面网格细化[5-6]来满足接触分析对网格密度的要求,导致有限元模型数据结构繁杂,节点数量庞大,严重影响计算效率。本文将斜齿轮三维有限元模型数据信息导入SQL Server 数据库,利用SQL Server数据库强大的数据处理功能实现有限元数据的快速、准确管理;采用接触区局部网格细化代替全齿面网格细化,所以可以采用较小的单元长度而不显著增加单元和节点数量,能够有效地缩减有限元模型节点规模,提高计算效率。这种方法利用VB 编程语言全部实现了程序化和参数化,在输入齿轮基本参数后即可生成三维有限元接触分析模型数据文件,用于斜齿轮啮合状态的数值仿真分析计算。
1 参数化模型的信息结构
一个完整的齿轮箱参数化模型信息结构应该包括几何结构和有限元分析两方面信息,如图1 所示。……
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