随着高强度齿轮机构的应用和越来越高的使用要求，圆弧齿轮(亦称WNCWildhaber-Novikov)齿轮)强度分析设计已是理论研究和工程应用中函待解决的课题，特别是圆弧齿轮的弯曲强度不足是该机构失效的主要原因。据文献所述，因弯曲强度不够引起轮齿折断导致工程事故，会造成巨大的经济损失。近年来，国内外许多专家学者探讨用有限元、边界元方法通过进行齿轮强度设计，取得了许多成果。对于二维强度分析边界积分方程法是最为快捷的，文献报导了有关边界积分方程法用于渐开线齿轮强度分析的方法，其中有映射函数法、Cauchy积分法、vekua密度函数法。但这些方法在建立方程式时由于含有集中载荷项，必须处理奇异点问题，因而导致理论公式繁琐。
     本研究所使用的边界积分方程法是基于弹性理论Cauchy型积分，以应力函数作为解析对象，采用间接式的边界积分方程法。与上述各种理论方法比较，本方法有理论公式推导简捷，数值解析详尽，程序设计方便，使用快捷等优点，可直接用于圆弧齿轮弯曲强度分析及特性研究。
     为证明本方法的实用有效性和计算精度，表给出本方法与文献方法的实例计算结果比较。所采用的模型是与上述条件相同的渐开线齿轮。表中分别表示渐开线齿轮和圆弧齿轮。由表可见本方法与文献的(边界元法)方法结果平均值仅相差3.000。与文献的传统弹性理论法结果相比，虽然结果平均值相差1000，但由于本方法同边界元法一样计算模型较精确，所以计算会比传统弹性理论法更接近实际。
     本方法是圆弧齿轮，因与渐开线齿轮的齿形特性不同，所以计算结果有不尽相同，比渐开线齿轮小。由此验证了圆弧齿轮比渐开线齿轮的强度特性好的事实。
     从计算时间和效率上分析，本方法(曲线分割)戈日分的单元、节点数远远少于边界元法(平面分割)，所以本方法具有计算时间短和效率高的优点。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                  杭州纳泰科技咨询有限公司
                                                                          本文出自杭州纳泰科技咨询有限公司www.nataid.com，转载请注明出处和相关链接！