Анализ зубчатого зацепления и валов

[AlexSiz036 0]

Дорогие форумчане. Читаю я книгу NX Advanced Simulation. Инженерный анализ. Пытаюсь разобраться с этими анализами. Во первых с проблемой которой я столкнулся это отсутствие материала стали 40хн в nx7.5 , а во вторых решатель настран очень привередливый и почему то когда прикладываю крутящий момент к одной шестерни и фиксирую другую, типо заклинила то они просто увеличиваются, кстати сетку строю тетраидальную думаю это вообще не причем, решатель настран инерационный.

Если кто-то этим занимался пожалуйста подскажите хоть какой-то правильный алгоритм для анализа зубчатых зацеплений в nx.  

Валы рассчитывать думаю будет вообще проблема, даже не представляю как и какой решатель использовать.

[0Q0 37]

Во первых с проблемой которой я столкнулся это отсутствие материала стали 40хн в nx7.5

Да. Готовой библиотеки материалов никто не предлагает. Создать свой материал для задач в линейной постановке не проблема, тем более данные на 40х есть в интернет.

 

, а во вторых решатель настран очень привередливый и почему то когда прикладываю крутящий момент к одной шестерни и фиксирую другую, типо заклинила то они просто увеличиваются,

 

Это как? Картинку бы. Заинтриговало очень.

Есть подозрение, что Вы не задали (не сработал) контакт между зубьями шестерен. И ведущая шестерня раскрутилась под действием момента до очень высокой скорости. Поэтому ее растянуло центробежной силой.

 

Вообще то хорошо бы видеть файл расчета и схему нагружения.

[AlexSiz036 0]

Это как? Картинку бы. Заинтриговало очень. Есть подозрение, что Вы не задали (не сработал) контакт между зубьями шестерен. И ведущая шестерня раскрутилась под действием момента до очень высокой скорости. Поэтому ее растянуло центробежной силой.   Вообще то хорошо бы видеть файл расчета и схему нагружения.

уважаемый  0Q0 прошу прощения что так долго не отвечал, к выходным я выложу что сделал)

[AlexSiz036 0]

Вот выкладываю что сделал https://cloud.mail.ru/public/9L5MfwnbszcC/REDUKTOR_SBORKA.rar

[0Q0 37]

Вы совершили очень популярную ошибку. Вы вполне правильно задали момент. Спорно, но допустимо, задали закрепление по зубьям одной из шестерен. Но совершенно не озаботились корректным заданием закрепления шестерен на валах. А ведь именно благодаря тому, что шестерни закреплены на валах они не разлетаются в разные стороны и передают момент?

Вот как Вы задали ГУ:

А вот так будет слегка правильнее. Это абсолютно жесткая в осевом и радиальном направлении заделка шестерен по центральным отверстиям шестерен. То-есть заделка DOF1 (ось Х) и DOF3 (ось Z) в цилиндрических системах координат, находящихся в центрах зубчатых колес.

В принципе это грубовато, но при Вашем качестве сетки ...

Меню чтобы добиться такого результата:

Там где "Выбрать объект" - нужно указать цилиндрическую грань посадки на вал

Там где "Локальные" - нужно выбрать круглое ребро этой цилиндрической грани

Результат слишком грубый чтобы делать выводы, но более корректный.

 

Не выкладываю свой вариант т.к. у Вас версия 7.5, а мне доступна только версия 8.5 и выше. Мой файл у Вас не откроется. Впрочем Вам не много нужно откорректировать.

[kristeen 355]

@@0Q0, как Вы вообще запароленный архив открыли?

[0Q0 37]

AlexSiz0 выслал мне пароль в личку. Поскольку ссылка на архив здесь опубликована, думаю он не секретный и AlexSiz0 его здесь опубликует, если ему напомнить...

Я не знаю, будет ли корректно его публиковать без разрешения автора.

[kristeen 355]

Я не знаю, будет ли корректно его публиковать без разрешения автора.

Согласен. Просто не ясно, зачем тогда саму ссылку в паблик постить..

[0Q0 37]

У меня сложилось впечатление, что уважаемый AlexSiz0 несколько рассеянный. Наверное перегружен проблемами. Скорее всего просто забыл. Но уверенности в этом нет. Так что подождем...

[AlexSiz036 0]

Уважаемый 0Q0 спасибо огромное за помощь    век не забуду)

Я сначала думал забыли уже про меня, потом  смотрю опубликовали ответ))) 

Спасибо что не ругаетесь , а очень корректно ответили и главное не забыли - помогли   

По поводу пароля , это мой дипломный проект поэтому и запаролен, впрочем чуть позже напишу пароль к архиву сюда)

[AlexSiz036 0]

Кстати а по поводу проверки валов на усталочную прочность. (Тут МКЭ не подходит , потому что валы воспринимают динамические нагрузки , а не статические.) Можете посоветовать решатель? (Nastran не подходит )

Изменено 28 апреля 2015 пользователем AlexSiz036

[0Q0 37]

Не очень понял, что Вы понимаете в данном случае под динамической нагрузкой (вибрация - тоже динамическая нагрузка). Скорее речь идет о циклических нагрузках и расчете по максимальному количеству циклов нагружения. В этом случае МКЭ применяется для выяснения величины напряжений, а дальнейший анализ усталости ведут тем или иным полуаналитическим полуэмпирическим методом. В NX SIMULATION для этого есть специальный постпроцессор.

[AlexSiz036 0]

Мда что-то с головой моей стало, сформулировать нормально мысль не могу. В деталях машин это называется усталостная прочность. Там я считаю из условия прочности вала (на изниб и кручение), строю эпюры.

Скорее речь идет о циклических нагрузках и расчете по максимальному количеству циклов нагружения. 

 

В NX SIMULATION для этого есть специальный постпроцессор.

А какое название у этого постпроцессора  ?

[0Q0 37]

Скриншот с версии 8.5

[AlexSiz036 0]

0Q0 Спасибо большое  буду смотреть в 7,5

[0Q0 37]

Не за что.

Только на досуге присмотрелся к Вашим файлам. И возникла пара сомнений:

1. Дикий концентратор напряжений

 1.а Конечно же очень грубая сетка особенно в районе пятна контакта

 1.б Контакт только по поверхности одного зуба. Обычно в зацеплении находится сразу несколько зубов.

2. Как то странно выглядит само место контакта. В теории это пятно, а точнее несколько пятен по одному на каждой паре контактирующих зубов. В Вашем случае четко видно, что контакт в точке на одной паре. Остальные пары "проваливаются" внутрь друг друга.

Появились сомнения, в правильности профиля зуба.

В Вашей шестерне видно, что зуб Вы строите вычитанием паза, образованного сечением с двумя эвольвентами.

Однако, если мне не изменяет склероз, это сечение должно быть ориентировано под углом нарезки зуба. То есть перпендикулярно спирали относительно которой выполняется заметание. А у Вас оно перпендикулярно оси колеса, как будто Вы строите прямозубое колесо. Возможно Вы этот момент учли при построении эвольвент для контура заметания. Но не похоже.

[AlexSiz036 0]

В Вашей шестерне видно, что зуб Вы строите вычитанием паза, образованного сечением с двумя эвольвентами.

Однако, если мне не изменяет склероз, это сечение должно быть ориентировано под углом нарезки зуба. То есть перпендикулярно спирали относительно которой выполняется заметание. А у Вас оно перпендикулярно оси колеса, как будто Вы строите прямозубое колесо. Возможно Вы этот момент учли при построении эвольвент для контура заметания. Но не похоже.

Сечение ориентированное под углом  нарезки зуба - это нормальное сечение , и контур в нормальном сечении строится при использовании нормального модуля. Я строю все через торцевой модуль , поэтому контур лежит в торцевом сечении.

 

Контур ограниченный кривыми : окружностью выступов De=d+2*mt, окружностью впадин Di=d-2.5*mt, эвольвентой заданной по закону xt=r_main*(cos(fi_deg)+fi_rad*sin(fi_deg)), yt=r_main*(sin(fi_deg)-fi_rad*cos(fi_deg))

 где

m - нормальный модуль

mt=m/cos(Betta) - торцевой модуль, бетта - угол наклона зубьев.

d=mt*Z -делительный диаметр, z - число зубьев

d_main=d*cos(Alpha) - основная окружность (от которой идет развертка эвольвенты)

r_main=d_main/2 ...

fi_deg=t*360/8

fi_rad=t*2*pi()/8

 

Хм...возможно я что-то мог перепутать, но по моему торцевое сечение - это параллельное торцу шестерни, а нормальное- это перпендикулярное  углу нарезки зуба.

Я грешу на то , что не заложил радиальный зазор и отсутствует радиальное скругление у  зубьев, кривая эвольвенты ведь не идеальна для контакта зубьев. На практике обязательно должен быть люфт.   хм возможно я ошибаюсь насчет контакта.

 

А не может это быть из-за того , что я в постпроцессоре настран задал только одну пару для контакта? или я сказал щас глупость ( . Просто анализом в настран я никогда раньше не занимался и скорее всего выполнил его не верно.

Изменено 29 апреля 2015 пользователем AlexSiz036

[0Q0 37]

Модуль тут не причем. Действительно для расчетов параметров косозубок используется нормальный модуль, эквивалентное количество зубъев,.... Но эвольвента, если правильно помню, должна быть образована в нормальном сечении. Модуль стандартный выбирается тоже в нормальном сечении. А вот шаг эвольвенты, делительный диаметр и ширину зуба в нормальном сечении надо брать нормальные (от эквивалентного цилиндрического колеса).

Но это из смутных институтских воспоминаний. Так что на истину не претендую.

Ну, например, нарезание профильной фрезой или червячной (копирование профиля). Инструмент используется тот же, что и для прямозубых колес, только движение профильной фрезы делают по спирали, а червячную ставят под углом. При этих условиях эвольвента получится именно в нормальном сечении. На торце это будет уже не эвольвента.

Тут надо копаться в литературе.

Есть еще вопрос взаимной установки колес.

[AlexSiz036 0]

Мне как преподаватель( единственное что он программист, а не по деталям машин, читал литературу и сделал такой вывод) сказал, что mt=m/cos(Betta) через косинус бетта получаем эквивалентное прямозубое колесо , если утрировано, а так в деталях машин он используется для расчетов. То есть получаем профиль эквивалентных зубьев в торцевом сечении. Отсюда два контура один нормальный как если бы мы нарезали модульной фрезой, и торцевой как если бы мы на пополам разрезали зубчатое колесо перпендикулярно торцу

Изменено 30 апреля 2015 пользователем AlexSiz036

[tmpr 27]

Но эвольвента, если правильно помню, должна быть образована в нормальном сечении.

 

Эвольвента  - в торцовом сечении.

В нормальном сечении - только некое эквивалентное колесо, с профилем, приблизительно похожим на эвольвенту.

 

d_main=d*cos(Alpha)

 

здесь ошибка - должен быть угол α_t

ГОСТ 16532-70 Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет геометрии