外文资料翻译---研究行星齿轮系中空心太阳齿轮的弯曲应力中文(编辑修改稿)内容摘要:

阳齿轮设计中轮缘厚 度和齿根半径的形状的影响,采用包含齿轮接触、滚动轴承、运营商、销售商和轴系的集成有限元素分析( FEA)方法。 由于两个齿轮表面通常存在一个接触点,所以当进行齿轮分析时,传统的有限元分析就会出现问题。 而本次研究,使用了三维多体接触分析程序的齿轮系统的详细有限元分析方法。 具体分析模型如下图 3所示,它是一个独特的刚度模型,使用有效的联系解决算法,并且结合了有限元素和接触理论 [ 3]。 图 3. 行走装置中功率分流式行星齿轮装置的有限元模型 图 4显示了配备行走式电机的两级功率拼合式行星轮系的分析模型。 这个 齿轮减速装置是由一个液压马达控制的,输出转矩的液压马达施加在第一个太阳齿轮。 这种类型的齿轮有两个功率路径达到最大转矩: 第一个太阳第一行星环和第一个太阳第一个行星第一环承载着第二太阳第二个行星环。 环形齿轮连接到行走设备上 ,,第二载体是固定在电机房里;因此,第二个行星环只绕自己的轴旋转。 静态分析是在一个啮合周期的第二个太阳齿轮 ,和所有的应力水平的不同情况下比较在同一时间压力最大的(通常 ,一个齿的接触点是最高应力接触点)。 由此得出,最大主应力是在每一个实例计算搜索附近的齿根圆角区域依靠标准规范比较计算结果。 图 4. 行星齿轮的组装和拆分图示 3 . 结果与讨论 最大应力分布在不同的啮合周期。 因此,在一个啮合周期中,有限元分析定义的空心太阳齿轮的弯曲应力是最大主应力。 由此猜想,弯曲应力可能发生在齿根角处。 下图 5给出了3份快照的最高的最大主应力。 其中,标准最大弯曲应力等于最大弯曲应力除以最大应力,且备份比率为。 其它的一些研究(如 [4]) 也尝试过用有限元分析计算弯曲应 力,但也仅仅只有两个或者三个轮齿创建模型。 而在本次研究中,所有的机械部件的结构影响和真正的接触条件也被加以考虑。 图 5. 作用在空心太阳齿轮上的最大应力 轮缘厚度的影响 为了和备份比率的影响比较,在备份比率为 遵循标准化的应力计算,具体见下图 6。 由图 6 可以得出,在备份比率大于 时,标准化的最大弯曲应力在 ISO 标准算法和FE 分析法下几乎是一样的。 然而在备份比率小于 时,两种结果却截然不同。 另外,图中并未给出备份比率低于 比结果,是因为在备份比率低于 ,会由于轮缘厚度容易发生裂纹而出现灾难性的失败。 因此 , 当前的标准制定是比较保守的,尽管裂纹不是由弯曲应力直接引起的,但总的来说,备份比率是越低越好。
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