弧齿锥齿轮齿根过渡曲面有限元建模方法

"这篇论文主要探讨了含齿根过渡曲面的弧齿锥齿轮的有限元精确建模方法，旨在为承载接触分析和应力计算提供准确的基础模型。作者通过研究齿轮的展成法，建立了弧齿锥齿轮的齿面展成坐标系，并分别针对大轮和小轮的加工过程，利用双面刀盘和单面刀盘的数学模型，推导出刀具的切削锥面方程和刀尖圆角方程。在坐标转化过程中，从刀具方程导出了工作齿面和齿根过渡曲面的方程。此外，还提出了一种精确划分轮齿有限元网格的方法，以适应弧齿锥齿轮轮齿端面特征。论文在MATLAB环境下应用这些理论，成功构建了一个包含齿根过渡曲面的精确轮齿有限元模型。" 这篇2010年的学术论文聚焦于弧齿锥齿轮的制造工艺和有限元分析。弧齿锥齿轮是一种重要的传动部件，广泛应用于航空航天、汽车和重型机械等领域。论文作者刘光磊和樊红卫来自西北工业大学机电学院，他们首先介绍了齿轮加工的展成法，这是一种常见的齿轮制造技术，通过刀具与轮坯的相对运动形成齿形。 在论文中，作者建立了一个特定的坐标系来描述弧齿锥齿轮的齿面生成过程。对于大轮的加工，他们使用双面刀盘处理两个侧面，而小轮则采用单面刀盘。每种刀盘的数学模型都包含了切割锥面和刀尖圆角的方程，这些方程是生成精确齿面的关键。 在坐标变换的过程中，论文详细阐述了如何从刀具的几何特性推导出被加工齿轮的工作齿面方程和齿根过渡曲面方程。齿根过渡曲面是齿轮设计中的一个重要部分，它连接了齿根和齿廓，影响齿轮的强度和寿命。 为了适应弧齿锥齿轮的端面特征，作者提出了一个有限元网格精确划分的策略。这一方法确保了有限元模型的精度，这对于后续的承载接触分析和应力计算至关重要。最终，他们在MATLAB环境下应用这些理论，构建了一个包含齿根过渡曲面的弧齿锥齿轮的有限元模型，这个模型可以用于实际工程中的性能评估和优化。 这篇论文的贡献在于提供了弧齿锥齿轮建模的新方法，特别是对于含齿根过渡曲面的精确建模，对于提升齿轮设计和分析的精度具有重要意义。其理论成果和实践应用为相关领域的研究和工程实践提供了有力工具。