一种修形圆柱齿轮的有限元网格自动生成方法
专利汇可以提供一种修形圆柱齿轮的有限元网格自动生成方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种修形圆柱 齿轮 的有限元网格自动生成方法，用以解决修形圆柱齿轮仿真分析中有限元 网格模型 建立操作繁杂的问题。该方法基于齿轮修形加工的基本原理，通过计算出修形齿轮的齿廓曲线点以及内部点，形成齿轮有限元模型的网格 节点 坐标，进而建立起齿轮的有限元网格模型。本发明建立了修形齿轮有限元网格自动生成的方法，可以免去 三维建模 以及划分网格的繁琐工作，在很短的时间内建立起齿轮有限元模型，大大提高齿轮有限元计算分析的效率和 精度 。，下面是一种修形圆柱齿轮的有限元网格自动生成方法专利的具体信息内容。
1.一种修形圆柱齿轮的有限元网格自动生成方法，其特征在于实现步骤如下：
步骤(1)：已知齿轮基本参数、齿廓修形参数、齿向修形参数、网格参数四组参数，基本参数包括：齿数z、模数m、压力角α、螺旋角β、齿宽B、变位系数x、齿轮安装中心距a、法向侧隙jbn；齿廓修形参数包括：齿顶修形量Δa、齿顶修形高度la、齿顶修形指数ba，齿根修形量Δf、齿根修形高度lf、齿根修形指数bf；齿向修形参数包括：左侧修形量Δl、左侧修形长度ll、左侧修形指数bl，右侧修形量Δr、右侧修形长度lr、右侧修形指数br；网格参数包括：齿廓上部网格数n1、齿廓中部网格数n2、齿廓下部网格数n3、齿根圆角网格数n4、齿根底部网格数n5、齿厚网格数n6、齿底网格数n7、齿向左侧网格数n8、齿向中部网格数n9、齿向右侧网格数n10；
步骤(2)：根据步骤(1)中的基本参数计算中间参数，中间参数包括齿顶圆半径ra、齿根圆半径rf、齿顶高ha、齿根高hf；
步骤(3)：根据齿向网格数将齿轮沿齿向方向分割为n个截面n＝n8+n9+n10+1，分别求取每个截面的网格点，每个截面的位置由lx表示，
步骤(4)：由步骤(3)中的齿向修形量计算 其中rp为齿轮分
度圆半径，mt为端面模数；
步骤(5)：根据步骤(4)得到的rpa按公式 计算齿廓曲线 其
中：
为齿轮转角，决定齿廓上点的位置，ξ为相邻两齿间夹角的一半
rp为齿轮分度圆半径，m为齿轮模数，αt为端面压力角，st为刀具端面上齿距的一半mt为端面模数；
步 骤 (6)：计 算 齿 根 过 渡 曲 线 根 据 刀 具
*
圆 角 半 径 顶 隙 c ＝ c·m，计 算 刀 具 圆 角 中 心 坐 标
在此基础上，计算刀具圆角上任意一
点
步 骤(7)：根 据 步 骤(2) 中 的 中 间 参 数 计 算 内 部 分 割 边 界 点M1(racosξ,ra sinξ)，M2(rfcosξ,rf sinξ)，M3(rdcosξ,rd sinξ)，步骤(8)：根据步骤(5)计算的齿廓曲线 步骤(6)计算的齿根过渡曲线 步骤(7)计算的内部分割边界点，按步骤(1)输入的网格划分数计算出各点之间的中间点，得到lx＝0截面位置的网格点
步骤(9)：将步骤(8)得到的截面网格点 经过旋转运动变换，得到当前lx对应的左侧截面网格点 计算公式为：
式中：
步骤(10)：根据步骤(9)得到的lx截面位置网格点 经过对称变换得到lx截面的右侧网格点 计算公式为：
式中：
将 与步骤(9)中得到的 整合，得到lx截面对应的网格点
步骤(11)：重复步骤(4)～步骤(10)直到所有lx对应的截面点均计算完成，各截面网格点坐标计算完成后，将相邻8个节点定义为网格单元，按照有限元元件前处理文件格式存储节点和单元信息，利用本文件，即可快速建立起齿轮的有限元网格模型。
2.根据权利要求1所述的一种修形圆柱齿轮的有限元网格自动生成方法，其特征在于：所述步骤(5)中齿廓曲线上点的位置由变量 表示，其计算方法为：
其中x，y的计算方法如下：
r为所求齿廓点距齿轮中心的距离，rpa为刀具轴线与齿轮轴线的距离，控制齿向修形量的大小，xn为齿轮法向变位系数。
3.根据权利要求1所述的一种修形圆柱齿轮的有限元网格自动生成方法，其特征在于：所述步骤(5)中的齿向修形量Δ随着lx的变化而改变，计算方法如下：当时， 当 时，Δ＝0；当
时，
一种修形圆柱齿轮的有限元网格自动生成方法
技术领域
背景技术
发明内容
＝x1+x2-y， a’为实际中心距，a为理论中心距 齿高系数ha ＝
*
1，顶隙系数c ＝0.25；
当 时，Δ ＝ 0；当 时，
根据刀具圆角中心坐标求得刀具圆
角上任意一点 通过坐标变换将刀具圆角坐标转变为齿根过渡
曲线坐标： 经过步骤(5)(6)后可以得到齿廓曲线各点(如附图3a
所示)；
3b所示)；
附图说明
具体实施方式
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