主动锥齿轮-Model[1]
差速器锥齿轮参数化建模及模态分析
PowerMILL与PowerSHAPE软件已成为CAM行业中使用率极高
的软件，其多元化的加工策略，友好的对话界面，极易上手的
操作命令，大大减轻了编程的工作量．提高编程效率。
个，划分单元9 684个。对齿轮进行模态分析的目的，是求出
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万方数据齿轮各阶固有频率及其对应主振型，因此不需要对模型加载，
只需要对其自由度约束。所用约束条件为：齿轮的内孔圆柱面
全约束|21。有限元模型如图7所示。
2．3 求解
ANSYS提供了多种提取模态的方法：文中采用Block Lanc—
驾10行星齿轮4阶模态振型图
分析可见，低阶振型中以对折振变形量最大，摆振变形量
次之。变形过大会使齿轮工作状况恶化。设计过程中应避免齿
轮固有频率与外界激励频率以及差速器壳体固有频率接近，以
免发生共振。
3结论
(1)基于CATIA知识工程进行锥齿轮参数化建模，相比
较在ANSYS中建模可大大缩短建模时间，通过参数化建模将
provided
for conical
gear
design
and differential vibration
analysis．
Keywords：Tapered gear；Inside spline；Parameterized modeling；Modal analysis；CATIA
图6导人ANSYS后的行星齿轮模型
2．2 前处理
选择实体单元SOLID95作为模型单元，它具有20个节点，
对复杂形状具有较好的适应性。输入差速器齿轮材料20GrMnTi
主动螺旋锥齿轮材料选择及工艺设计汇总
目录0 前言 (1)1 装载机主动螺旋锥齿轮的服役条件及性能要求 (1)1.1 主动螺旋锥齿轮零件的服役条件 (2)1.2 主动螺旋锥齿轮的性能要求 (2)1.3主动螺旋锥齿轮的技术要求 (6)2 主动螺旋锥齿轮材料的选择 (3)2.1 齿轮材料选择的基本原则 (3)2.2 主动螺旋锥齿轮常用材料 (4)2.3 选出主动螺旋锥齿轮材料 (5)3 20CrMnTi螺旋锥齿轮加工工艺制定及分析 (6)3.1锻造 (6)3.2 正火 (6)3.3 高温回火 (7)3.4 渗碳 (7)3.5淬火及低温回火 (9)3.6 喷丸处理 (10)3.7 磨齿 (10)4 锥齿轮热处理过程可能产生的缺陷及预防措施 (11)5 锥齿轮使用中可能出现的失效形式及分析 (13)6 心得体会 (15)装载机主动螺旋锥齿轮材料的选择及工艺设计0 前言装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。
换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。
在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。
此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。
由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。
装载机的铲掘和装卸物料作业是通过其工作装置的运动来实现的。
装载机工作装置由铲斗、动臂、连杆、摇臂和转斗油缸、动臂油缸等组成。
整个工作装置铰接在车架上。
铲斗通过连杆和摇臂与转斗油缸铰接，用以装卸物料。
动臂与车架、动臂油缸铰接，用以升降铲斗。
铲斗的翻转和动臂的升降采用液压操纵。
装载机作业时工作装置应能保证：当转斗油缸闭锁、动臂油缸举升或降落时，连杆机构使铲斗上下平动或接近平动，以免铲斗倾斜而撒落物料；当动臂处于任何位置、铲斗绕动臂铰点转动进行卸料时，铲斗倾斜角不小于45°，卸料后动臂下降时又能使铲斗自动放平。
基于DEFORM软件对机车牵引主动锥齿轮的热处理的模拟分析研究
AUTO TIME121MANUFACTURING AND PROCESS | 制造与工艺 时代汽车 基于DEFORM 软件对机车牵引主动锥齿轮的热处理的模拟分析研究焦健内蒙古交通职业技术学院 内蒙古赤峰 024005摘 要： 基于DEFORM 软件V6.1版本，对机车牵引主动锥齿轮进行计算机热处理模拟分析，优化热处理工艺。
利用UG 软件对机车牵引主动锥齿轮建立三维非线性有限元模型，建立热处理过程中温度场、应力、相变等相互作用的数学模型，结合材料学、传热学、弹塑性力学和数学等多学科的理论知识，通过计算机模拟获得对内燃机机车牵引主动锥齿轮热处理工艺过程的变化规律的认识，使其热处理质量的精确控制和工艺优化，并有助于开发创新性工艺和设备。
关键词：热处理 有限元分析 DEFORM 软件内燃机车主动齿轮采用20CrMnTi 材料制成，齿廓面进行渗碳淬火处理，渗碳层深1.3mm~1.9mm，齿面硬度大于60HRC，为了保证主从动齿轮在工作状态下有很好的接触区域，锥面及齿面进行磨削加工，主动齿轮采用齿向修正，从动齿轮采用齿顶修缘。
20CrMnTi 齿轮钢作为机车牵引主动齿轮的选材，要使其达到加工、使用所需性能，必须经过热处理。
齿轮毛坯采用锻造毛坯，经锻造以后晶粒变成流线型，即晶粒细小了。
从而提高了钢的力学性能例如提高了硬度。
但同时锻造也会产生应力，所以在机械加工前需预备热处理[1]。
20CrMnTi 齿轮在传统热处理工艺下易产生的缺陷，而通过计算机软件技术，可以预测实际生产中的金属变化情况，可以减少昂贵的试验成本核算，提高效率，降低生产和材料成本，缩短新产品的研究开发周期。
1 单个轮齿的DEFORM 渗碳淬火分析圆锥齿轮的结构复杂，不适合整体研究。
所以将单个齿作为研究对象。
齿轮的失效多数与渗碳齿轮在热处理过程中的许多缺陷有关，如表层和心部硬度不够，表层过度渗碳与硬化层偏浅，渗碳层深度不均匀，表层内氧化等[2]。
锥齿轮设计
摘要锥齿换向器广泛应用于现代机械产品之中，如航空、航天和工程机械传动系统，具有传动平稳，承载能力强等优点，有着非常可观的发展前景。
利用锥齿换向器传动机构的特点实现在电渣炉执行机构的换向，通过对电渣炉执行机构的结构设计和对其分析，是本课题主要学习和研究的内容。
该机构的原理主要是由一对轴交角为90°的锥齿轮通过相互啮合，实现传动角度的改变以及进给换向的目的。
为了满足该机构所体现出来的直观性，深入学习UG软件CAD/CAE，实现对锥齿换向器传动部件的三维参数化建模。
本课题的主要研究工作与成果：首先，从建立平面渐开线入手，建模锥齿轮，实现参数化造型。
再将轴、轴承以及箱体等部件依次建模，同时进行结构和强度设计计算；其次，在CAD装配模块中，将换向器各零部件自下而上完成装配；最后，利用CAE模块进行对该机构的分析。
关键词：换向器；锥齿轮；CAD参数化建模；CAE分析目录摘要 ............................................................错误!未定义书签。
目录 ............................................................错误!未定义书签。
第一章绪论 .......................................................错误!未定义书签。
UG/CAD .......................................................错误!未定义书签。
锥齿轮传动及应用...............................................错误!未定义书签。
第二章标准直齿锥齿轮及轴的相关计算................................错误!未定义书签。
标准直齿锥齿轮的几何参数相关计算..............................错误!未定义书签。
锥齿轮设计参数 可修改参数
cV
12
+ cV 3
查表13-3-43
给定
160fpt /sHLM
εVα+εVβ 13-3-33
查表
Fmt=2000×9550P/(n1d1) KHβ=1.5KHβbe 查表13-3-34
查表13-3-35 精度等级 K A • F mt / 0 .85 b
beH=0.85b
uv = u cosd1 / cosd 2
YFa Ysa
Yε
Yβ YK
σFP
σFlim YST YδrelT YRrelT YX SFlim
Y b = 1 - V b b m / 120
N/mm2 N/mm2
小齿轮结构 1.轴的材料和热处理方式
抗拉强度极限 屈服强度极限 弯曲疲劳极限 剪切疲劳极限 许用弯曲应力 2.轴直径的最小值
最小直径
°
°
mm
mm mm
h a1,2
=
(
h
* a
+
x1,2 )m
mm
mm
mm
h1,2 = ha1,2 + h f 1,2
mm
mm mm
d a 1, 2 = d 1, 2 + 2 h a 1, 2 cos d 1, 2
° °
q f 1,2
=
arctan
h f 1,2 R cos2
b
°
°
°
°
20.根锥角
21.外锥高 22.安装距 23.支撑端距 22.分度圆弧齿厚
6.最小安全系数
C.强度条件 四.弯曲强度校核计算
A.计算齿根应力
1.齿向载荷分布系数 2.齿间载荷分布系数
锥齿轮法向模数和大端模数
锥齿轮法向模数和大端模数全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：锥齿轮是一种常用的传动装置，它利用齿轮相互啮合的原理，将动力传递给另一个轴或轴系。
在锥齿轮的制造过程中，常用的参数包括法向模数和大端模数。
这两个参数对于锥齿轮的性能和工作效率具有重要影响，下面我们来详细介绍一下。
让我们来了解一下什么是法向模数。
法向模数是指齿轮的齿廓是由齿数与模数相乘得到的数值。
在锥齿轮的制造中，通常会先确定法向模数，然后再根据设计要求确定其他参数。
法向模数的选择与齿轮的受力特性和工作条件有直接关系，一般来说，法向模数越大，齿轮的承载能力就越大，但同时齿轮的尺寸也会随之增加。
在设计锥齿轮时，需要综合考虑齿轮的承载能力和尺寸的平衡，选择合适的法向模数。
在实际的制造过程中，锥齿轮的法向模数和大端模数通常是通过计算和试验来确定的。
在设计阶段，可以根据传动比、扭矩和工作条件等参数来确定合适的法向模数和大端模数。
然后通过数值模拟和实验验证来验证设计的合理性和可行性。
在实际制造过程中，可以根据设计要求和标准来选择合适的材料和加工工艺，确保锥齿轮的性能和可靠性。
锥齿轮的法向模数和大端模数是锥齿轮设计中非常重要的参数，它们直接影响着锥齿轮的性能和工作效率。
在设计和制造锥齿轮时，需要充分考虑这两个参数，选择合适的数值和方案，确保锥齿轮的安全可靠性和传动效率。
希望以上内容对您有所帮助，谢谢阅读！第二篇示例：锥齿轮是一种广泛应用于机械传动中的零件，其具有高效的传动特性和较小的空间占用。
在设计锥齿轮时，需要考虑到许多参数，其中包括法向模数和大端模数。
这两个参数在锥齿轮的设计和制造中起着至关重要的作用，对于确保传动系统的正常运行和性能表现至关重要。
法向模数指的是锥齿轮齿廓的几何参数，即齿形的大小和形状。
在设计锥齿轮时，需要根据传动功率、转速、工作环境等条件确定法向模数的大小，以保证齿轮的强度和耐磨性。
一般来说，法向模数越大，锥齿轮的强度和承载能力就越高，但同时也会增加成本和制造难度。
考虑齿对耦合的直齿锥齿轮啮合刚度计算方法
2023年第47卷第12期Journal of Mechanical Transmission考虑齿对耦合的直齿锥齿轮啮合刚度计算方法李菲菲董惠敏张楚（大连理工大学机械工程学院，辽宁 大连 116024）摘要为了解决直齿锥齿轮时变啮合刚度计算效率和准确性问题，提出了一种考虑齿对耦合效应的直齿锥齿轮啮合刚度切片计算方法。
基于切片离散方法，将锥齿轮轮齿和轮体分别沿齿宽方向和轴线方向离散为若干宽度相等的薄片，并基于背锥等效原理将薄片展开，当薄片宽度足够小时，锥齿轮可近似为一系列直齿圆柱齿轮，可通过能量法计算各薄片啮合刚度；为考虑多齿啮合时齿对间耦合效应，在双齿啮合刚度计算中引入轮体刚度修正系数，减少了双齿啮合刚度计算误差；建立误差状态下锥齿轮啮合刚度模型，计算了理想和装配误差条件下直齿锥齿轮啮合刚度、各薄片中心点角位移与齿面载荷分布；最后，通过与有限元计算结果对比，验证了本文方法的准确性和高效性。
关键词直齿锥齿轮时变啮合刚度切片方法齿对耦合装配误差Meshing Stiffness Calculation of Spur Bevel Gears Considering the Tooth Pair CouplingLi Feifei Dong Huimin Zhang Chu(School of Mechanical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China)Abstract In order to solve the problem of calculation efficiency and accuracy of time-varying meshing stiffness of spur bevel gears, a slice calculation method of meshing stiffness of spur bevel gears considering the coupling effect of tooth pairs is proposed. Based on the slice discretization method, the bevel gear tooth and the gear body are discretized into several slices with the same width along the tooth width direction and the axis direction respectively, and the slices are expanded based on the back cone equivalence principle. When the slice width is small enough, the bevel gear can be approximated as a series of spur gears, and the meshing stiffness of each slice can be calculated by the energy method. In order to consider the coupling effect of multi-tooth meshing, the correction coefficient of gear stiffness is introduced in the calculation of double tooth meshing stiffness, which reduces the calculation error of double tooth meshing stiffness. The meshing stiffness model of bevel gears under the error condition is established. The meshing stiffness of spur bevel gears, the angular displacement of the center point of each slice and the load distribution of the tooth surface under the ideal and assembly error conditions are calculated and analyzed. Finally, the accuracy and efficiency of the proposed method are verified by comparing with the finite element calculation results.Key words Spur bevel gear Time-varying meshing stiffness Slicing method Tooth pair coupling Assembly error0 引言锥齿轮作为齿轮传动系统的关键部件，广泛应用于汽车、精密机床、航空航天等领域[1]。
锥齿轮Proe参数化建模
锥齿轮的Pro/E参数化造型设计题目：使用参数化建模方法，创建如图所示的锥齿轮图1 锥齿轮步骤：锥齿轮轴参数化设计的具体步骤如下：1、创建新的零件文件（1）启动Pro/e界面，单击文件/新建，（2）输入零件名称：zhuichilun，单击“确定”按钮。
2、参数输入（1）在Pro/e菜单栏中依次单击工具/参数，将弹出参数对话框，添加以下参数：圆锥角c=30度，模数m=2，齿数z=20，齿宽w=20，压力角a=20，齿顶高系数为hax=1，齿底隙系数为cx=0.2，变位系数x=0，最后点击确定将其关闭；如图2所示图2 参数输入（2）在Pro/e菜单栏中依次单击工具/关系，将弹出关系对话框，添加以下关系式（如图3所示）：d=m*zdb=d*cos(a)da=d+2*m*cos(c/2)df=d-2*1.2*m*cos(c/2)dx=d-2*w*tan(c/2)dxb=dx*cos(a)dxa=dx+2*m*cos(c/2)dxf=dx-2*1.2*m*cos(c/2)其中，D为大端分度圆直径。
（圆锥直齿轮的基本几何尺寸按大端计算）其中，A为压力角，DX系列为另一套节圆，基圆，齿顶圆，齿根圆的代号，DX<D DXB<DB DXA<DA DXF<DF。
（关系式输入后会生成如图4所示的参数）图3 关系式输入图4 参数生成3、生成锥齿轮（1）生成锥齿轮毛胚点击菜单插入/混合/伸出项，以FRONT为草绘平面，建成以大端DA作第一个圆，小端DXA作第二个圆，深度为W的混合实体。
如图5所示：图5 锥齿轮毛坯模型（2）锥齿轮大端草绘在大端DA的圆面上绘制直径DF，D的圆。
如图6所示图6 图7（3）锥齿轮小端草绘在小端DXA圆面上绘制DXF，DX圆。
如图7所示：（4）创建第一个渐开线曲线在大端DF的圆面上，通过输入方程（如图8所示），创建渐开线曲线。
其选择的坐标系为PRT_CSYS_DEF。
其方程如下：afa=60*tr=db/2x=r*cos(afa)+pi*r*afa/180*sin(afa)y=r*sin(afa)-pi*r*afa/180*cos(afa)z=0选择‘ 文件--------保存---------关闭’，确定，即可创建第一个渐开线曲线。