施工升降机齿轮齿条非线性接触强度分析.PDF

DESIGN CALCULATION 设计计算 施工升降机齿轮齿条非线性接触强度分析 宋效凯，刘亚飞，陈 凯，王思琪 （长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室，陕西 西安 710064 ） ［摘要］为了研究施工升降机齿轮齿条传动的接触强度，对其进行非线性状态下接触问题的有限元 分析。在分析过程中，借助Pro/E建立精确的参数化三维实体模型，保证了有限元分析模型的精确性，同 时引入了牛顿—拉普森算法求解非线性问题理论求解齿轮齿条啮合位置的接触应力。将仿真结果与理论 计算结果相比，显示误差在允许范围内，可以作为齿轮齿条接触强度计算依据。 ［关键词］施工升降机；齿轮齿条；参数化建模；非线性分析有限元 ［中图分类号］TH211+ .6 ［文献标识码］B ［文章编号］1001-554X （2016 ）02-0067-04 Analysis of nonlinear contact strength for construction elevator gear rack SONG Xiao-kai ，LIU Ya-fei ，CHEN Kai ，WANG Si-qi 本文基于非线性基础理论对施工升降机齿轮 利用几何参数和渐开线曲线的参数方程建立 齿条接触强度问题进行分析，探讨和总结了非线性 表2 齿轮齿条几何参数 mm 接触问题的有限元分析的方法和思路，为齿轮齿条 名 分度 齿顶圆直 齿根圆直 基圆直 齿顶 齿根 D D D D h h 传动系统接触强度分析提供可靠依据。 称 圆 径 b 径 f b 高 a 高 f 齿 120 136 100 112.76 8 10 1 施工升降机齿轮齿条模型的建立 轮 齿 渐开线齿轮齿条传动模型的齿廓和接触状态 条 120 136 100 8 10 复杂，而ANSYS 自身建模功能比较薄弱，一般进 行分析时需要对模型进行简化，导致分析计算结果 精确的渐开线齿轮轮廓曲线。标准渐开线曲线的参 的精确性较差。为了得到更精确的数据，本文利用 数方程可以表示为 Pro/E平台对齿轮进行参数化建模，通过软件接口 ang 90 t 导入ANSYS软件中进行仿真计算。 r D /2 （1 ）确定齿轮齿条啮合基本参数及几何参 b