基于加工原理的圆柱齿轮精确建模及啮合分析

来源：计算机集成制造系统杂志2016年第7期北京时间：

作者：李学艺,崔燕芳,王宁宁,曾庆良

单位：山东科技大学机械电子工程学院

摘要：针对圆柱齿轮轻量化设计问题,提出一种基于滚切加工原理的圆柱齿轮精确建模及啮合仿真分析方法。根据空间啮合原理,采用通用滚刀切削面参数方程推导了圆柱齿轮的通用齿面方程;选取应用最广的阿基米德滚刀,利用标准刀具参数推导出该滚刀相应切削面的参数方程;基于B样条曲面插值原理实现了圆柱齿轮齿面的精确建模,并利用ANSYS软件的仿真分析功能与参数化二次开发技术,实现了圆柱齿轮的参数化精确建模与瞬态啮合分析。仿真实例与对比分析表明,该方法能实现圆柱齿轮的精确建模,并准确模拟和获取齿轮副在任意啮合位置的应力水平与啮合特性,为后续的齿轮副疲劳寿命分析与结构优化提供了可靠保证。

关键词：滚切加工原理,B样条插值,精确建模,瞬态啮合分析

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51375282);山东省自然科学基金资助项目(ZR2015EM017);长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT1266);山东省泰山学者建设工程专项经费资助项目。