激光切割技術入門

齒輪的彎曲疲勞壽命
在齒輪齒條齧合過程中,當齧合位置位于齒頂邊線時,齒根受到的彎曲應力最
大。齒輪齒條齧合由于重合度的原因,在運動過程中不止一對齒齧合,因此計算齒
轮弯曲应力时,载荷F=F }YR o
大功率厚板數控激光切割機齒輪齧合圓上圓周力等效齒頂的作用載荷:
F=F·Y、=3347.9 x 0.667=2233(N)
大型三维数控激光切割機齒輪齧合圓上圓周力等效齒頂的作用載荷:
F=F·Y、一1897 x 0.667=1265.3(N)
根據齒輪齒條齧合特點,本文選擇三個齒來分析齒輪齒根受到的彎曲應力狀況。
齒輪彎曲疲勞計算方法及有限元建模步驟如下:
(1)在Patran中建立如圖2-4所示有限元模型;
(2)將等效載荷作用于齒頂邊線,齒輪的內圈固定;
(3)載荷施加在齒頂,由于齒輪齧合是線齧合,故載荷應均勻分布在齒頂線上;

激光切割技術入門

(4)采用六面體網格劃分網格,對中間齒根和邊線的網格進行細化處理,然後提
交Nastran計算齒輪的最大彎曲疲勞應力。
经计算分析可得到二维激光切割機和三维激光切割機齿轮齿根最大弯曲应力理
論計算值和有限元計算值如下表2-6所示;應力圖如圖2-5和2-6所示。

激光切割技術入門 激光切割技術入門

由上表2-6可以看出二维激光切割機和三维激光切割機齿轮齿根弯曲的理论计
算值和有限元計算結果差別不大,有限元計算值能較爲准確的描述齒輪齒條齧合過
程中齒根所受到的彎曲應力情況。因此采用上述有限元計算結果在軟件Fatigue計算
齒輪齒根的彎曲疲勞壽命。

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