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MASTA 培训手册: 圆柱齿轮胶合MASTA 5.4版商业机密目录1介绍 (2)2MASTA中胶合分析的范围 (3)3输入数据和设置 (4)3.1齿轮细节 (4)3.2润滑 (4)3.3轮齿温度（本体温度） (5)3.3.1Estimate Tooth Temperature? 估计轮齿温度？ (5)3.4摩擦系数 (6)3.4.1摩擦系数方法 (6)3.5胶合温度 (7)3.5.1胶合温度方法 (7)4胶合结果报告 (8)5改进胶合的策略 (10)5.1手工优化宏观参数 (10)5.2手工优化微观几何参数 (12)5.3降低齿面粗糙度 (13)5.4润滑油选择 (13)6参考文献 (14)A.AGMA 925润滑油 (15)1介绍Scuffing胶合发生在啮合轮齿间润滑油膜厚度不足以及大量的微凸体与微凸体接触发生的地方；这时产生的高摩擦热导致瞬时熔接，然后分离，随后破坏啮合齿面[1]。
已经表明胶合取决的因素包括：啮合轮齿的几何参数、齿轮转速和扭矩以及润滑油的性质、传送和状态。
MASTA包括了依据国际标准的胶合分析功能，允许定量计算设计发生胶合的概率以及研究上述因素的影响。
2MASTA中胶合分析的范围MASTA包括的胶合分析遵守下列标准∙ISO 13989 [2][3]∙AGMA 925 [4]∙DIN 3990 [5]MASTA的MC119模块涵盖ISO和DIN两种校核标准，MC107模块包含AGMA校核标准；使用的校核标准通过Edit>Settings>Gears>Cylindrical Gear Rating中选择Rating Standard确定。
对外啮合和内啮合圆柱齿轮（包括行星轮），都可利用MASTA进行胶合分析。
所有的三种标准有明显的区别，但共享一个通用的方法，即基于Blok的接触温度理论[6]。
该理论指出，对边界润滑条件下滑动的轮齿，当接触温度超过某一临界值时，胶合将发生；这个临界值叫做胶合极限温度，可从胶合试验获得，该试验使用与设计中使用的相同的材料-润滑油-材料组合。
圆柱齿轮AGMA强度校核和胶合分析1. 概述 (2)2. 圆柱齿轮AGMA强度校核和胶合分析设置 (2)3. 查看计算结果 (6)1. 概述常用的圆柱齿轮强度校核标准主要有ISO6336和AGMA2101。
在进行圆柱齿轮设计时，MASTA可以采用AGMA标准进行强度校核和胶合分析。
2. 圆柱齿轮AGMA强度校核和胶合分析设置以MASTA自带模型为例，演示圆柱齿轮AGMA强度校核和胶合分析。
打开File>Examples>AGMA Helical Gear Set For Scuffing，如下图所示：请从示例菜单中打开Edit > Settings > Gears > Cylindrical Gear Rating，选择ANSI/AGMA 2101-D04标准，并设置“胶合计算齿廓上的点数”（Number of points along profile for scuffing calculation）及“胶合油膜厚度计算方程”（Film Thickness Equation for Scuffing）使用的方法。
然后点击“OK”。
在齿轮副的属性“Usage”下输入润滑油参数及相关信息，包括润滑油的参数，如ISO粘度等级、润滑油的类型、润滑方式，以及闪点温度、可靠性要求等，用户根据实际情况输入这些参数。
此外，需要注意的是，由于采用AGMA标准进行齿轮强度校核，在齿轮材料S-N 曲线定义时，需要输入按AGMA标准得到的S-N曲线。
3. 查看计算结果圆柱齿轮AGMA强度校核与ISO校核相似，相关内容请参考核心模块的培训手册。
下面主要讲述胶合的结果查看。
选择Gear Macro Geometry模式，在此模式下，运行载荷谱。
计算完成后，选择齿轮副和某一工况，在结果栏里点击Scuffing，选择“Report”查看数值报告。
中心油膜厚度图：轮齿温度、胶合温度、接触温度及发生胶合的概率：赫兹接触带宽度图：相对曲率半径图：载荷分配系数图：。
圆柱齿轮微观修形与分析1. 概述 (2)2. 添加、编辑、查看修形参数 (2)2.1 添加新修形设计 (2)2.2 编辑修形参数 (3)2.3 查看修形参数 (7)3. 修形分析结果 (11)3.1 运行分析 (11)3.2 单个工况结果 (12)3.3.多个工况结果 (18)1. 概述在修形模式下，用户可以完成修形的添加、编辑和查看工作。
软件可以分析出修形后齿面的接触状况、齿轮副的传递误差、齿轮的强度校核结果等。
实际设计中，通常都会对齿轮进行修形，以提高其工作性能。
2. 添加、编辑、查看修形参数请从示例菜单中打开File > Examples > Scooter Gearbox > Full Gearbox 文件进行以下内容。
从图标工具栏中选择“Gear Micro Geometry （齿轮微观修形）”图标。
在图中的左侧显示的是模型中含有的所有齿轮副，用户可以对每个齿轮副添加任意数量的修形设计。
2.1 添加新修形设计右键点击相应的齿轮副，从菜单中选择“Add New Micro Geometry （添加新的修形参数）”：修形模块用左键选中所添加修形参数前的复选框，将其置为当前设计：2.2 编辑修形参数在树形结构中选择要编辑的修形设计，点击“Properties（属性）”选项卡即进入参数编辑页面。
选择要修的齿轮及齿面（Left Blank/Right Blank）：齿向修形参数：各参数含义如下：线性修形起鼓抛物线LR ----- Linear Relief ，线性修形量，也可以定义Helix Angle Modification （螺旋角修形量），二者选其一CR ----- Crowning relief ，起鼓量ELL --- Evaluation Lower Limit ，评价范围最小值 EUL --- Evaluation Upper Limit ，评价范围最大值 B ------- Face Width ，齿宽左右两端线性修形左右两端抛物线修形LLR ----- Linear Left Relief PLR ----- Parabolic Left Relief 左端线性修形量 左端抛物线修形量 LRR ----- Linear Right Relief PRR ----- Parabolic Right Relief 右端线性修形量 右端抛物线修形量 SLL --- Start of Linear Left Relief SPL --- Start of Parabolic Left Relief 左端线性修形起始点 左端抛物线修形起始点 SLR --- Start of Linear Right Relief SPR -- Start of Parabolic Right Relief 右端线性修形起始点 右端抛物线修形起始点 B ------- Face Width ，齿宽 B ------- Face Width ，齿宽齿形修形参数：各参数含义如下：线性修形起鼓LR ----- Linear Relief ，线性修形量，也可以定义Pressure Angle Modification （压力角修形量），二者选其一BR ----- Barrelling relief ，起鼓量ELL --- Evaluation Lower Limit ，评价范围最小值 EUL --- Evaluation Upper Limit ，评价范围最大值 RDSAP-Rolling Distance at SAP Diameter ，有效渐开线起始点展开长度，即渐开线起始点的曲率半径RDAE --Rolling Distance at Effective Tip Diameter ，有效齿顶圆展开长度，即渐开线终止点的曲率半径齿顶/齿根线性修形齿顶/齿根抛物线修形LRR ----Linear Root Relief PRR --- Parabolic Root Relief 齿根线性修形量 齿根抛物线修形量 LTR ----Linear Tip Relief PTR --- Parabolic Tip Relief 齿顶线性修形量 齿顶抛物线修形量 SLR --- Start of Linear Root Relief SPR --- Start of Parabolic Root Relief 齿根线性修形起始点 齿根抛物线修形起始点 SLT --- Start of Linear Tip Relief SPT --- Start of Parabolic Tip Relief 齿顶线性修形起始点 齿顶抛物线修形起始点RDSAP ------- Rolling Distance at SAP Diameter ，有效渐开线起始点展开长度，即渐开线起始点的曲率半径RDAE ---- Rolling Distance at Effective Tip Diameter ，有效齿顶圆展开长度，即渐开线终止点的曲率半径注：用户可选择不同的齿形位置定义方式，具体可在软件设置中修改，如下图所示，齿形位置定义默认为展开长度，可选择为渐开线某点的直径，半径或展角。
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计时代汽车 基于MASTA软件的某车桥齿轮修形优化设计梁兰兰江苏汇智高端工程机械创新中心有限公司 江苏省徐州市 221004摘 要： 本文提供了一种基于MASTA软件进行齿轮修形的快速方法，通过对齿轮载荷接触分析，预测齿间载荷和齿向载荷分布状况，对比齿轮修形前后齿轮振幅、传动误差变化及齿轮接触斑点这些评价修形指标的变化情况，发现修行后齿轮的啮合性能和承载能力都得到了很大地提升，为后期产品的优化设计和实际应用提供指导作用。
关键词：MASTA软件 齿廓修形 齿向修形 传递误差（TE） 接触斑点1 引言驱动车桥轮边部分是整个汽车传动系统的动力输出终端，在整车运行过程中，由于轮边行星排齿轮受不同的载荷工况、加工制造以及装配误差的影响，往往出现齿轮偏载、传递误差偏大、齿轮错位等现象发生，严重削弱齿轮的承载能力和传动质量，增大齿轮早期失效的概率。
大量生产实际表明，单靠提高齿轮的加工精度和安装精度来满足日益增长的对齿轮的高性能要求是不够的，因此必须对渐开线的齿廓和齿向进行适当的修形，以便提高齿轮承载能力和啮合性能、延长齿轮的使用寿命、降低齿轮传动中出现的噪声。
本文利用MASTA软件对某车桥轮边行星机构进行齿轮啮合性能和齿轮修形优化设计运行分析，重点结合修行前后齿轮的齿面接触强度、齿根弯曲强度、传递误差、啮合应力分布和接触斑点这些评判指标来评估齿轮的修形质量。
2 齿轮修形一般包括齿廓修形和齿向修形两大类，齿廓修形主要是为了减少啮合干涉和冲击，改善齿面的润滑状态；齿向修形主要是为了获取较为均匀的齿向载荷分布，避免齿轮偏载而引起的早期齿轮点蚀甚至齿轮折断的情况发生。
国内在齿轮修形方面缺少理论基础，大多以经验值确定修形量，再通过对齿轮加工后的齿轮副啮合接触斑点反复验证，多次调整修形量，最终得到合理的修形参数，整个过程耗时耗力且设计周期长；而MASTA齿轮计算分析软件是基于ISO 6336：2006标准，可以很好地模拟整车实际作业工况，软件自动推荐齿轮修形参数且软件可以实现反复优化修行量获取最佳的修形效果，大大节省了齿轮设计开发周期和制造成本。
基于 MASTA 的风电齿轮微观修形设计马兴;周明明;贾纪云【摘要】应用先进的齿轮模拟分析软件 MASTA,对某兆瓦级风电齿轮箱的高速级齿轮进行了抗疲劳寿命计算,并对齿轮啮合情况进行了修形设计分析。
分析中考虑了主轴、箱体、轴承、轴和行星架的刚度,考虑了轴承的油隙,确认疲劳寿命满足设计要求后,通过软件给出的修形建议值并结合经验进行了齿轮的微观修形,通过修形结果确定了齿轮的修形参数。
齿轮修形大大改善了齿面接触状况,降低了齿面载荷分布及齿根弯曲应力,大大提高了齿面抗胶合能力,减小了齿轮的传递误差,降低了齿轮传动振动和噪声。
通过试验验证,证明了计算结果的准确性。
%The advanced gear simulation analysis software MASTA is used,analyse the high-speed gear of a megawatt wind power gearbox for fatigue life and gear micro modification design.Consider the stiffness of main shaft,gear box cas-ing,bearing,shaft and carrier,and the clearance of bearing,and the fatigue life meets the design requirements.The pro-posed value of the modification is given by MASTA software and experience,carry on the micro modification,and determine the gear profile modification parameters by modification result.It improves the tooth contact,the tooth root bending strength and tooth surface scuffing ability,reduces the transmission error and improves load distribution of the tooth face , and reduces vibration and noise of gear transmission.The accuracy of the results are verified by experiments.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】4页(P19-21,22)【关键词】齿轮;MASTA;微观修形;齿轮传动【作者】马兴;周明明;贾纪云【作者单位】北京南口轨道交通机械有限责任公司技术中心，北京 102202;北京南口轨道交通机械有限责任公司技术中心，北京 102202;北京南口轨道交通机械有限责任公司技术中心，北京 102202【正文语种】中文【中图分类】TH132齿轮箱是风力发电机组中关键的零部件之一，其采用的齿轮传动是一种应用广泛且具有传递效率高、结构紧凑等特点的机械传动形式，但是不可避免地存在制造和安装误差，使得齿轮传动装置的振动和噪声较大，因而出现故障较多，特别是高速级齿轮出现故障的概率最大；因此，设计出符合用户要求的齿轮箱意义重大。
齿轮传动系统设计分析制造专用软件MASTA介绍齿轮传动系统设计分析制造专用软件MASTA介绍1.概述MASTA是传动系统选配、设计/开发、制造一体化大型专用软件系统。
MASTA软件应用涵盖了车辆(包括变速器、驱动桥和分动器)、舰船、工业(包括风电齿轮箱等)和航空领域。
MASTA包含两部分：设计分析部分和齿轮制造部分，针对车辆，还有整车匹配部分。
设计分析部分包含三个方面的功能：建模或设计功能，分析功能，优化功能。
这三方面的功能都覆盖三个层面：零件，部件或称子系统，总成或称系统。
2.MASTA的使命MASTA的使命是：最大限度地优化传动系性能，降低设计/开发/制造成本和周期。
它是通过如下三大方面的核心功能来实现这一使命的：其一：优化系统协调性达到功率密度最大化系统协调性是指齿轮/轴/轴承/壳体等各零件组成一个齿轮箱或驱动桥，各零件之间因相互位置关系不同以及零件之间尺寸/材料配置不同而引起的系统动静态特性好坏。
具体包括系统的总体刚性、系统的整体寿命和系统的动态特性。
优化系统协调性就是在给定空间条件下，优化各零件之间相互位置布局关系，使总体刚性达到最大，优化各零件之间寿命匹配使寿命分散性尽量小，优化动态特性使系统对同等振动/噪音激励(如齿轮传动不平稳性)的响应降到最低。
其二：优化零件设计MASTA自身以及通过和各种标准有限元(FEA)软件包进行无缝接口，提供了详细设计和优化各类齿轮、轴、轴承、壳体以及任意异型件所需要的全部技术和手段。
使用极为简单方便。
尤其值得一提的是，在优化所有零件时，MASTA既可对它们独立于系统进行设计和优化，也可将它们作为系统中的一个成员来进行。
其三：优化制造成本MASTA从两个方面大幅度地优化制造成本，同时确保传动系统性能：(1).协助确定主要零件的合理制造工艺配置：所谓合理制造工艺配置，是指针对一个给定的传动系统，在给定批量和成本下使各主要零件之间寿命分散性尽可能缩小的工艺配置。
基于齿轮修形的重型变速器高性能齿轮开发研究关键词：齿轮修形；高性能齿轮；开发研究随着我国重型汽车行业的不断发展，人们对于其要求也在不断地提升。
除了要求重型汽车的装载量之外，人们也开始对汽车在行驶过程之中是否平稳、是否安静等内容作出了一定的要求，而这也进一步促进了我国当前对于重型变速器的高性能齿轮的进一步研发进程。
齿轮是重型汽车之中的重要组成部分，在某种程度上可以决定汽车行业的发展，而对其基于齿轮修形方向的研究，则也是促进高性能齿轮发展的方式之一。
一、齿轮修形理论简述齿轮作为重型变速器的组成部件之一，其性能会影响到变速器的运行。
而变速器在正常运行的过程中，同样会对齿轮施加一定的力，从而很有可能会导致齿轮出现形变的情况，这也会使得变速器的正常运行受到影响。
而齿轮修形理论则是基于这一现象展开的研究，主要目的就是减少齿轮所受到的变速器的影响，旨在保证其正常运转。
（一）齿廓修形简述（1）齿廓修形原理在进行齿廓修形的过程中，我们首先需要明确齿廓修形的主要目的。
在变速器的运转过程中，齿轮无疑会受到来自其动力的影响，从而使得齿轮内部会承载一定的载荷。
但齿轮同样处于运转的过程之中，这也就很容易造成齿轮所受到的载荷压力不均匀，从而使得齿轮运转受到影响，出现误差。
而齿廓修形即是为了解决这一现象，通过对齿顶进行一定的修形，来维持齿轮运转得整体平稳。
齿廓修形是齿轮修形的重点，目前也有多种较为有效的齿廓修形方法。
（2）齿廓修形量的确定齿廓修形量即为在进行齿廓修形时所设定的参数，能保证齿廓修形的有效性。
因此，齿廓修形量是否准确对于齿轮修形是十分重要的。
一般而言，齿廓修形的高度会选取最大值，以此来避免齿廓修形的效果。
而齿廓修形量也能够代表在齿轮在其他力的作用下，所产生的形变量的总和。
（二）齿向修形简述（1）齿向修形原理齿轮在理想状态下运行的过程中，其接触都是较为趋于均匀的完美状态，但在实际情况中，齿轮的接触往往不可能达到均匀状态，其受力基本都是不平均的。
圆柱齿轮宏观参数优化1. 概述 (2)2. 齿轮参数报告 (4)3. 优化强度 (9)3.1运行优化 (9)3.2优化设置 (9)3.3优化结果 (11)3.4加入优化结果 (14)4. 重合度优化 (14)1. 概述点击按钮，即为齿轮宏观优化模块。
在该模块中，用户可用来：可查看设计的每对齿轮副的详细几何参数报告。
可查看每对齿轮副的精确二维图及啮合模拟图。
宏观参数优化模块可选择齿轮副进行宏观参数的优化，并查看详细的优化结果。
可选择强度优化或重合度优化。
其中强度优化——针对指定的载荷谱进行几何参数的优化，以减小损伤率重合度优化——优化基本刀具齿形以提高重合度齿轮强度优化可针对圆柱齿轮，锥齿轮和准双曲线齿轮，本章仅针对圆柱齿轮进行介绍。
齿轮重合度优化是通过改变齿轮基本刀具的齿根高和齿顶高属性来提高轮齿长度。
可查看齿轮强度校核的结果注意：齿轮宏观参数优化模块中的的强度校核与功率流下的强度校核结果相同，均不考虑系统变形的影响。
可根据不同的齿轮制造精度查看齿轮的损伤率2. 齿轮参数报告在该模块下，选中某对齿轮副，在屏幕右方显示区会出现所选齿轮副的Geometry Report几何参数报告，该报告中包括齿轮副的详细几何参数，给定精度等级下的公差数值及大小轮的啮合参数。
注意：齿轮参数公差取决于校核标准，校核标准在Edit > Setting > Gears > Cylindrical Gear Ratings进行选择设置。
此处，同设计模式下的报告模板一样，圆柱齿轮宏观参数优化的报告模板可自行编辑。
具体如下：鼠标移至几何参数报告页面中，右键点击出现如下选项，选择Customise > Edit。
弹出以下对话框：工具栏提供如下选项：Create创建新的报告Delete删除所选报告（不适用于默认报告）Duplicate复制所选报告（不适用于默认报告）当创建一个新报告时，在左下方的下拉菜单中即出现报告的内容列表。
齿轮修形的初步探讨与研究齿轮是机械传动中常用的一种零件，它具有传递力和转速的功能。
随着机械行业的不断发展，对齿轮精度和效率的要求也越来越高。
在使用过程中，由于各种因素的影响，齿轮的齿形和尺寸可能会发生变化，进而影响到传动系统的性能。
为此，齿轮修形成为了一种常见的维修和改进手段。
齿轮修形的目的是通过改变齿面的形状和尺寸，使齿轮恢复原本的设计要求，提高齿轮的传动效率和精度。
齿轮修形是一项高难度的工作，需要考虑多种因素，如齿形、齿距、模数、测量数据等等。
目前，国内外已经有一些关于齿轮修形的研究和实践经验，下面将重点介绍一些齿轮修形的基本方法和技术。
一、齿轮修形的原则和方法1.1 齿形的修正在齿轮的制造和使用过程中，由于各种原因，齿面会出现变形和磨损等问题，进而导致齿形偏差。
因此，我们需要根据实际情况，对齿轮的齿形进行修正。
修正齿形的方法一般有加料与删料两种。
加料是在齿上增加一定量的材料，然后用磨削工艺将其打磨成新的齿形。
删料则是在齿上删去一定量的材料，同样通过磨削工艺将其打磨成新的齿形。
1.2 齿距的修正齿距也是影响齿轮传动性能的重要因素之一。
在使用过程中，齿距可能会出现变形和偏差。
为了使齿轮恢复正常的齿距，我们需要进行齿距的修正。
齿距的修正一般有两种方法，即拉长齿距和缩短齿距。
拉长齿距是指在原来的齿间距上增加一定量的距离，而缩短齿距则是在原来的齿间距上减少一定量的距离。
1.3 模数的变化在齿轮制造的过程中，由于加工误差、材料变化等原因，齿轮的模数可能会发生变化。
为了使齿轮恢复正常的模数，我们需要采取相应的措施进行修正。
模数的变化主要有两种情况，即增大模数和减小模数。
增大模数是指在原来的轮齿上增加一定量的材料，从而使轮齿的直径变大，而减小模数则是相反的过程。
二、齿轮修形的应用技术2.1 增量分析法增量分析法是目前比较常用的齿轮修形技术之一。
该方法主要是通过测量齿轮的实际齿形和齿距，然后通过数学模型计算出修正量，最终进行修形。
圆柱齿轮加工工艺中的微观组织与性能分析随着科技的发展和工业的进步，齿轮作为机械传动领域中不可或缺的零部件，其制造的精度和耐用性逐渐成为人们关注的热点。
圆柱齿轮是齿轮种类中的一种，其制造过程中的微观组织与性能分析尤为重要。
本文将从加工工艺和微观结构两个方面对圆柱齿轮进行深入探讨与分析。
一、加工工艺对微观组织的影响1、材料选取圆柱齿轮的选材需要考虑其使用环境和要求的性能。
常见的材质有钢、铸铁、黄铜等。
在选材过程中，应该注意材料的硬度、热处理性能和耐磨性等重要参数。
2、精密车削精密车削是制造圆柱齿轮的主要工艺之一。
其过程涉及到切削液、工具选取和切削参数等因素，这些因素直接影响到圆柱齿轮的加工精度和表面质量。
因此，在加工过程中，应该根据齿轮的用途和精度要求，选择相应的精密车削工艺。
3、热处理圆柱齿轮的热处理是使其具有一定的机械性能和耐磨性的重要工序。
一般采用淬火和回火的方法进行处理。
热处理过程中的温度和时间参数的选择直接影响到齿轮的硬度和耐磨性能。
二、微观结构对性能的影响1、组织类型圆柱齿轮的组织类型主要有马氏体、珠光体和贝氏体等。
这些不同的组织结构对齿轮的力学性能和耐磨性能有一定的影响。
其中马氏体是最为理想的组织类型。
2、晶粒度晶粒度是衡量圆柱齿轮微观结构的一个非常重要的参数。
它直接影响到齿轮的疲劳强度和断裂韧性。
晶粒度越小，齿轮的强度和韧性越高。
3、残余应力在加工和热处理的过程中，圆柱齿轮会受到一定的变形和应力。
残余应力是指齿轮内部存在的因变形和温度梯度而导致的应力值。
它对齿轮的稳定性和强度有重要影响。
结论综上所述，圆柱齿轮加工工艺中的微观组织与性能分析涉及到多个方面的知识和技术。
加工工艺的合理选择和微观结构的优化是确保圆柱齿轮具有良好性能的关键。
在圆柱齿轮的制造过程中，应该注重科学、规范化的操作，才能更好的提高圆柱齿轮的质量和效益。
基于MASTA的齿轮修形公差设计
马志伟;王焕;刘亚男;王建龙;邢明星
【期刊名称】《机械工程师》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】针对目前齿轮修形仿真仅考虑传递误差最优解的问题,以某款新能源减速器的设计数据为基础,在MASTA中搭建了包含有限元的系统模型,结合仿真和经验公式提出了一种考虑加工公差的快速修形仿真方法。
根据经验公式及加工能力制定齿形及齿向鼓形量的设计值及公差,利用软件仿真对压力角、螺旋角修形进行全因子分析,从而得到满足传递误差设计标准下的齿形齿向公差范围。
然后按正态分布随机产生修形参数,对设计公差范围进行仿真校核,验证了修形范围的有效性,为减速器修形设计提供新思路。
【总页数】3页(P82-84)
【作者】马志伟;王焕;刘亚男;王建龙;邢明星
【作者单位】长城汽车股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TH132.41
【相关文献】
1.基于 MASTA 的风电齿轮微观修形设计
2.基于MASTA软件的圆柱齿轮修形设计
3.基于MASTA的齿轮弹性变形修形的探究
4.基于MASTA软件的某车桥齿轮修形优化设计
5.基于MASTA的单斜齿轮修形优化研究
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渐开线直齿圆柱齿轮修形优化探讨渐开线直齿圆柱齿轮修形优化探讨
渐开线直齿圆柱齿轮是机械工程中一种常用的传动部件，由于其关键尺寸及形
状受刻录条件及材料性能很大程度上决定，因此其参数设计以及修形优化非常重要。
本文将重点介绍如何对渐开线直齿圆柱齿轮进行参数设计及修形优化。
首先，应该注意的是，渐开线直齿圆柱齿轮的设计应采用三维参数设计的方法。
首先，应提前确定出齿轮齿数和参考模数，这是由齿轮和齿轮传动的应用原理决定的。
其次，应按照要求确定齿轮模数以及模制径，并以此计算出其其他参数，如外形尺寸、压力角等。
最后，应根据实际情况确定各个齿槽的尺寸及布局，包括齿距、齿顶圆半径、齿根圆半径等。
其次，在进行修形优化时，需要考虑的检验项目也是很多的，包括形状误差、
尺寸公差、平整度以及噪声分析等等。
由于各种检验项目之间可能存在冲突，因此在进行修形优化时，还要根据齿轮应用环境和技术要求来权衡，具体可以采取内部模拟技术，以对各检验项目之间的冲突进行有效调整和优化。
最后，在渐开线直齿圆柱齿轮的参数设计修形优化过程中，应当充分考虑运转
状态及其传动效果，及时调整其参数，以实现其应用效果的最优化。
最后，在完成实际应用时，应遵循相关标准，保证渐开线直齿圆柱齿轮具有稳定、质量可靠的传动性能。
总之，渐开线直齿圆柱齿轮是机械工程中一种重要的传动部件，其设计及修形
优化涉及到许多内容，在参数设计时要注意按照规范要求确定各项参数；在修形优化时则要有的放矢的权衡各项检验项目，为了保证其运转状态和传动效果而进行及时调整，以达到最优效果。
MASTA圆柱齿轮高级LTCA模块培训手册SMT传动技术有限公司5.0版版本 MASTA目录1 圆柱齿轮高级齿面加载接触分析（LTCA）概述 (2)2 主要操作步骤 (2)3 实例练习 (3)3.1 MASTA与通用有限元软件的接口设定 (3)3.2 高级LTCA的基本操作 (3)1 圆柱齿轮高级齿面加载接触分析（LTCA）概述MASTA的Advanced LTCA模块是一套包含几何、强度设计以及有限元分析的加载齿面接触分析（LTCA）在内的高级软件系统，是提高齿轮承载能力、降低噪音、提高寿命和保证运转平稳的重要工具。
MASTA的Advanced LTCA模块与Basic LTCA模块是有本质区别的。
Basic LTCA 模块是基于ISO6336标准进行分析的，齿轮的啮合刚度恒定不变，Advanced LTCA模块是基于完整的三维有限元分析方法，来准确的计算传递误差和齿根应力。
这对于ISO 和AGAM标准中不适用的高重合度齿轮尤为重要，例如当端面重合度大于 2.5时，ISO6336-3的校核方法将不再适用。
对于大螺旋角和宽齿轮，Advanced LTCA模块可以更加精确的计算传递误差，这是分析振动噪音问题的基础。
MASTA的Advanced LTCA模块是与MASTA的核心模块集成在一起的，包含两部分内容：一是圆柱齿轮超低噪音的加载齿面接触分析；二是圆柱齿轮的齿根应力分析。
2 主要操作步骤MASTA的Advanced LTCA模块只需要首先设定有限元软件的工作目录和执行文件的路径，MASTA软件会自动的调用有限元软件并自动的完成有限元模型和相关文件的传递。
具体过程如下：1、在MASTA的设计模块和齿轮优化模块中对齿轮副进行建模和划分网格；2、在MASTA中设定有限元软件的工作路径和执行文件路径，以便MASTA软件对有限元软件的软件包进行直接调用；3、在MASTA齿轮宏观优化模块中建立齿轮的3D有限元模型，模型会自动的导入到有限元软件中。
目录1. 概述 (2)2. 定义 (4)2.1 端面和工作平面 (4)2.2 微观修形 (4)2.3 齿轮啮合力矩 (5)2.4 齿轮错位量 (5)2.5 行星轮传递误差 (6)3. 高级系统变形分析概述 (6)3.1 输入 (6)3.2 输出 (7)4. 简单行星轮系（使用基本LTCA） (7)4.1 高级系统变形/行星轮传递误差 (7)4.2 准备分析计算 (8)4.3 运行分析 (16)4.4 分析结果 (16)4.5 修改微观修形参数和重新运行分析 (27)4.6 提高分析速度的一些选项 (28)5. 斜齿轮副实例（使用高级LTCA） (29)5.1 建立有限元模型 (30)5.2 设定齿面微观修形 (34)5.3 分析结果 (36)1. 概述MASTA的高级系统变形/行星齿轮传递误差模块可以对圆柱齿轮副和行星齿轮副受载下的传递误差进行高级计算。
并且可以得到更多的系统变形下的相关结果。
MASTA的计算分析包括系统变形分析和受载齿面接触分析。
MASTA系统变形分析是静态分析，计算由定义的边界条件（功率流扭矩和任意点载荷）导致的系统变形。
给出包括齿轮和轴承错位量等重要结果，这些结果与一系列的标准相结合来预测损伤率和寿命。
MASTA系统变形分析中的齿轮啮合模型，假定在啮合线上的弹簧在受压时刚度是常量（线性），刚度值按ISO6336计算。
MASTA的LTCA（受载齿面接触分析）是准静力学分析（按一系列时间步长进行一系列的静力学分析），计算由给定扭矩，错位量和齿轮微观修形导致的传递误差。
在这些分析中，错位量是假设恒定的，其数值是在给定工况下由系统变形计算得到。
MASTA有两个不同的受载齿面接触分析：基本LTCA和高级LTCA。
在基本LTCA中，假设轮齿单位接触长度上弯曲和接触的综合刚度是恒定的，其数值按ISO6336计算得到。
高级LTCA并不使用这个假设，而是使用齿轮完整的有限元模型计算弯曲刚度，使用赫兹线接触方程计算接触刚度。
圆柱齿轮微观修形与分析
1. 概述 (2)
2. 添加、编辑、查看修形参数 (2)
2.1 添加新修形设计 (2)
2.2 编辑修形参数 (6)
2.3 查看修形参数 (11)
3. 修形分析结果 (14)
3.1 运行分析............................................................... 错误！未定义书签。
3.2 单个工况结果....................................................... 错误！未定义书签。
1. 概述
在修形模式下，用户可以完成修形的添加、编辑和查看工作。
软件可以分析出修形后齿面的接触状况、齿轮副的传递误差、齿轮的强度校核结果等。
实际设计中，通常都
会对齿轮进行修形，以提高其工作性能。
2. 添加、编辑、查看修形参数
请从示例菜单中打开File > Examples > Scooter Gearbox文件进行以下内容。
从图标工具栏中选择“Gear Micro Geometry（齿轮微观修形）”图标。
修形模块
在图中的左侧显示的是模型中含有的所有齿轮副，用户可以对每个齿轮副添加任意数量的修形设计。
2.1 圆柱齿轮LTCA分析
选择原来没有修形的圆柱齿轮副Input Gear Pair-Micro Geometry，并选择载荷谱下的Full Load工况，进行Basic LTCA分析。
分析后结果如下：
LTCA分析结果显示TE为2.8894μm，工作齿面为Left，齿轮错位量为7.4827μm。
TE（传递误差）：上半部显示传递误差随展开距离的变化图，下半部根据用户的选择显示不同的结果，包括啮合刚度、对中心的弯矩、接触齿数、接触长度等。
Contact Chart（接触图）：根据右下角的选择，可以显示单位长度上的线载荷、接触宽度、最大压力等。
该图的横坐标为齿宽，纵坐标为齿形的展开长度，整开图面相当于一个展开的齿面，右上角用图例表明不同颜色所代表的值。
最大接触应力为1612MPa。
取消选中“Show All（显示全部）”复选框，可以点击“Animate（动画）”查看单位长度线载荷或其他选项在齿轮啮合过程中的动态变化。
Amplitude（幅值）：显示对传递误差函数进行傅立叶变换后，不同波的幅值。
3D View（3D显示）：在三维齿轮上显示齿面的接触情况。
用户可选择图形下方的控件，对图形进行显示控制。
Strip Loads（条形载荷）：显示载荷在每条接触线上的详细分布。
增大Roll Angle（展开角）下方数据框中的值，可以显示不同展开角时接触线上的载荷分布。
Root Stress Chart（齿根应力图）：显示齿根应力图，该图仅在使用高级LTCA时才可用，相关内容请参见高级LTCA模块的培训手册。
2.2 添加新修形设计
右键点击相应的齿轮副，从菜单中选择“Add New Micro Geometry （添加新的修形参数）”：
用左键选中所添加修形参数前的复选框，将其置为当前设计：
2.3 编辑修形参数
在树形结构中选择要编辑的修形设计，点击“Properties（属性）”选项卡即进入参数编辑页面。
选择要修的齿轮及齿面（Left Blank/Right Blank）：
齿向修形参数：
各参数含义如下：
线性修形
起鼓
LR ----- Linear Relief ，线性修形量，也可以定义Helix Angle Modification （螺旋角修形量），二者选其一
CR ----- Crowning relief ，起鼓量
ELL --- Evaluation Lower Limit ，评价范围最小值 EUL --- Evaluation Upper Limit ，评价范围最大值 B ------- Face Width ，齿宽
左右两端线性修形
左右两端抛物线修形
CR
抛物线
LLR ----- Linear Left Relief PLR ----- Parabolic Left Relief 左端线性修形量 左端抛物线修形量 LRR ----- Linear Right Relief PRR ----- Parabolic Right Relief 右端线性修形量 右端抛物线修形量 SLL --- Start of Linear Left Relief SPL --- Start of Parabolic Left Relief 左端线性修形起始点 左端抛物线修形起始点 SLR --- Start of Linear Right Relief SPR -- Start of Parabolic Right Relief 右端线性修形起始点 右端抛物线修形起始点 B ------- Face Width ，齿宽 B ------- Face Width ，齿宽
对齿向修形，可输入实际测量的齿向修形检测图，如下图：
点击进入编辑后，进入齿向修形编辑界面，如下，即可定义每个齿宽上的齿向修形值。
齿形修形参数：
各参数含义如下：
线性修形起鼓
LR ----- Linear Relief，线性修形量，也可以定义Pressure Angle Modification（压力角修形量），二者选其一
BR ----- Barrelling relief，起鼓量
ELL --- Evaluation Lower Limit，评价范围最小值
EUL --- Evaluation Upper Limit，评价范围最大值
RDSAP-Rolling Distance at SAP Diameter，有效渐开线起始点展开长度，即渐开线起始点的曲率半径
RDAE --Rolling Distance at Effective Tip Diameter，有效齿顶圆展开长度，即渐开线终止点的曲率半径
齿顶/齿根线性修形齿顶/齿根抛物线修形
LRR ----Linear Root Relief PRR --- Parabolic Root Relief 齿根线性修形量 齿根抛物线修形量 LTR ----Linear Tip Relief PTR --- Parabolic Tip Relief 齿顶线性修形量 齿顶抛物线修形量 SLR --- Start of Linear Root Relief SPR --- Start of Parabolic Root Relief
齿根线性修形起始点 齿根抛物线修形起始点 SLT --- Start of Linear Tip Relief SPT --- Start of Parabolic Tip Relief 齿顶线性修形起始点 齿顶抛物线修形起始点
RDSAP ------- Rolling Distance at SAP Diameter ，有效渐开线起始点展开长度，即渐开线起始点的曲率半径
RDAE ---- Rolling Distance at Effective Tip Diameter ，有效齿顶圆展开长度，即渐开线终止点的曲率半径
注：用户可选择不同的齿形位置定义方式，具体可在软件设置中修改，如下图所示，齿形位置定义默认为展开长度，可选择为渐开线某点的直径，半径或展角。
对齿形修形，可输入实际测量的齿形修形检测图，如下图：
点击进入编辑后，进入齿向修形编辑界面，如下，即可定义每个齿宽上的齿向修形值。
在示例文件中选择定义如下修形参数：
Wheel > Left Flank > Lead Relief
Relief 6μm
Crowing
Linear Relief 6μm
Wheel > Left Flank > Profile Relief
Barrelling
Relief 6μm
Linear Tip Relief Start 14mm
Linear Tip Relief 4μm
Linear Root Relief Start 10mm
Linear Root Relief 6μm
2.4 查看修形参数
在定义修形参数时，可以在右侧查看相应的图表显示，包括齿向、齿形、对角以及总的修形情况。
如上述示例，
齿向修形：
齿形修形：
对角修形――本例中未定义。
总的修形情况：
详细的微观几何参数及修形参数的报告：
3. 修形分析结果
运行同样的工况，查看结果。
修形后TE下降为1.563μm，如下：
接触均衡，最大应力下降为1098MPa。
