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基于LS-DYNA的定轴齿轮和行星排渐开线直齿轮非线性动力学特性研究

郭建娟  尹华兵  江磊  邵朋礼  
【摘要】:齿轮系统是传动系中最重要的动力和运动传递装置,其力学行为和工作性能对传动系乃至整车性能表现有重要影响。针对某车辆变速箱中的一对渐开线直齿轮和行星排齿轮,考虑整个齿轮,应用非线性动力学软件LS-DYNA分别建立了齿轮冲击-接触分析的三维有限元模型,并详细分析了齿根弯曲应力和齿面接触应力在齿轮啮合过程中的变化情况。利用所建立的齿轮冲击-接触有限元模型计算得到定轴传动齿轮啮合冲击力、行星轮-齿圈内啮合冲击力、行星轮-太阳轮外啮合冲击力的变化曲线以及齿间载荷分配的情况。利用所建立的齿轮冲击-接触有限元模型计算得到中间一对轮齿从啮入到啮出整个过程中同时参与过啮合的三对轮齿的变形。通过确定轮齿间的载荷,进一步求出每对轮齿的啮合刚度以及参与啮合的三对轮齿的综合平均啮合刚度。仿真计算结果同理论分析结果相对比表明模型建立正确,计算方法可行。

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