【正文】 ss”，并將標題名改為“ Bending Anasys of a gear” ； 啟動 PRO/E，打開 gear1， .將文件保存 IGES 格式文件副本； 將 導(dǎo)入到 中； 根據(jù)計算對象的具體情況 (邊界變化情況、應(yīng)力變化情況等 )、計算的精度要求、計算機容量大小、計算的經(jīng)濟性，以及是否有合適的程序等等因素進行全面分析比較，選擇合適的單元形式。有限元法則從研究有限大小的單元力學(xué)特性著手，最后得到一組以節(jié)點位移為未知量的代數(shù)方程組。 有限元法與經(jīng)典的解析法不同。當彎曲載荷作用在拋物線梁的頂端時，該梁斷面上無論那個位置的最大應(yīng)力都是相等的，因此，可以把拋物線在齒形的內(nèi)切位置作為危險斷面，而在這個危險斷面的位置上考慮彎曲應(yīng)力。 具體 裝 配體 如 圖 26所示。 （ 2）裝配前的準備 啟動 Pro／ E 之后，建立一個新文件，文 件類型選擇為組件，子類型為實體，文件名為gear。從設(shè)計角度上極大地提高沒計者的工作效率，能更加快捷地參與到后續(xù)的有限元分析工作。然后可以利用“拉伸 工 具”“去除材料”命令，創(chuàng)建齒輪輪轂和腹板等。 (2)創(chuàng)建一個漸開線齒廓曲線 利用“曲線”“從方程”命令，在記事本中輸入以下關(guān)系式，即可生成一個漸開線齒廓曲線。利用“工具”“參數(shù)”命令，設(shè)置標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)，在以后的零件設(shè)計中，可直接調(diào)用這些參數(shù)，達到參數(shù)化設(shè)計的目的，這樣能有效的提高設(shè)計效率，避免重復(fù) 性工作。一個漸開線輪齒，其截面曲線是由齒頂圓、漸開線、齒根過渡曲線和齒根圓四部分組成。雖然 ANSYS 本身具有建模功能，但是其建模能力非常有限，只能處理一些相對簡單的模型。 接觸 應(yīng)力 分析 將 Pro/e 中的一對齒輪以 IGES 格式文件導(dǎo)入到 ANSYS 中生成有限元模型并設(shè)置 合理的 接觸對，再施加約束和載荷，運用完全牛頓 拉普森迭代算法對考慮摩擦的齒輪進行接觸應(yīng)力的靜力學(xué)求解，并與傳統(tǒng)的計算方法進行對比驗證。于英華等采用 Pro/E 軟件實現(xiàn)斜齒輪的參數(shù)化建模并利用 ANSYS 有限元軟件 對斜齒輪進行模態(tài)分析，研究斜齒輪的固有振動特性，得到了斜齒輪的低階固有振動頻率和主振型。馬紅采用有限元法分析了齒輪 軸承 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的彎扭耦合振動，討論了彎扭藕合對系統(tǒng)固有頻率、振型及穩(wěn)定性的影響。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，使激振力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率錯開，可以有效的避免共振的發(fā)生。 Filiz 和Eyercioglu 采用有限元法，對在集中、分布和模擬接觸三種載荷形式下的三個輪齒模型進行了應(yīng)力分析。隨著計算機的普及，齒輪接觸問題的數(shù)值解法獲得了越來越廣泛的 應(yīng)用。 齒面 接觸應(yīng)力研究現(xiàn)狀 為了進 行齒面接觸強度計算，分析齒面失效和潤滑狀態(tài)，必須分析齒面的接觸應(yīng)力。齒輪彎曲應(yīng)力和變形計算大致有四種方法，即材料力學(xué)方法、彈性力學(xué)方法、試驗分析方法和數(shù)值方法 [3]。齒輪的最大彎曲應(yīng)力往往出現(xiàn)在齒輪的齒根過渡 曲線處，因此精確計算漸開線齒輪齒根過渡曲線處的應(yīng)力，進而合理設(shè)計過渡曲線，對延長齒輪工作壽命、提高齒輪承載能力至關(guān)重要。在履帶式拖拉機變速箱的維修中，失效齒輪有 80%以上是由 于 面接觸疲勞造成的 。變速箱齒輪 工作應(yīng)力很高 ，結(jié)構(gòu)上要求重量輕、 精度高 ， 并具有足夠 承載能力 和 可靠性。 I 學(xué)號： 2021 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目：基于 ANSYS的齒輪模態(tài)分析 學(xué)院 (系 )：機械與電子工程學(xué)院 專業(yè)年級： 機制 072班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 合作指導(dǎo)教師： 完成日期： 202106 I 目 錄 第一章 緒論 .................................................................. 1 ...................................................... 1 齒輪彎曲應(yīng)力研究現(xiàn)狀 ..................................................... 1 齒面接觸應(yīng)力 研究現(xiàn)狀 ..................................................... 2 齒輪固有特性研究現(xiàn)狀 ..................................................... 2 論文主要研究內(nèi)容 ......................................................... 3 第二章 齒輪三維實體建模 ..................................................... 3 三維建模軟件的選擇 ....................................................... 3 齒輪參數(shù)化建模的基本過程 ................................................. 4 利用 pro/e對齒輪進行裝配 ................................................. 5 第三章 齒輪彎曲應(yīng)力有限元分析 .............................................. 6 .................................................. 6 齒輪彎曲強度理論 ..................................................... 6 齒形系數(shù)的計算方法 ................................................... 7 齒輪彎曲應(yīng)力的有限元分析 ................................................. 8 料及網(wǎng)格單元劃分 ................................................ 8 .................................................... 8 ...................................................... 9 齒輪彎曲應(yīng)力的結(jié)果對比 .................................................. 12 第四章 齒輪接觸應(yīng)力有限元分析 ............................................. 13 ........................................................ 13 接觸分析有限元法思想 .................................................... 14 ANSYS有限元軟件的接觸分析 ............................................... 16 ANSYS的接觸類型與接觸方式 ........................................... 16 ANSYS的接觸算法 ..................................................... 16 齒輪有限元接觸分析 ...................................................... 17 Pro/E 模型導(dǎo)入 ANSYS 軟件中 ........................................ 17 定義單元屬性和網(wǎng)格劃分 .............................................. 17 定義接觸對 .......................................................... 18 約束條件和施加載荷 .................................................. 18 定義求解和載荷步選項 ................................................ 19 計算求解及后處理 .................................................... 19 ..................................... 21 第五章 齒輪模態(tài)的有限元分析 ............................................... 22 模態(tài)分析的必要性 ........................................................ 22 齒輪的固有振動分析 ...................................................... 22 模態(tài)分析理論基礎(chǔ) ........................................................ 22 模態(tài)分析簡介 ............................................................ 24 ......................................................... 24 ....................................................... 25 II 齒輪的模態(tài)分析 .......................................................... 25 將 Pro/E 模型導(dǎo)入 ANSYS 軟件中 ........................................ 25 定義單元屬性和網(wǎng)格劃分 .............................................. 25 加載及求解 .......................................................... 26 ............................................... 26 查看結(jié)果和后處理 .................................................... 27 ANSYS模態(tài)結(jié)果分析 ....................................................... 28 第六章 全文總結(jié)與展望 ...................................................... 31 全文總結(jié) ................................................................ 31 本文分析 方法的優(yōu)點 ...................................................... 31 本文缺陷及今后改進的方向 ................................................ 32 參考文獻 ..................................................................... 33 附錄 1 外文翻譯 ............................................................. 34 附錄 2 GUI 操作步驟 ......................................................... 41 致 謝 ........................................................................ 45 緒論 1 第一章 緒論 課題的研究背景和意義 本文研究的對象是履帶式拖拉機變速箱齒輪。 履帶式拖拉機 變速箱齒輪廣泛應(yīng)用的是圓柱齒輪和圓錐齒 輪，其中大約 90%是直齒圓柱齒輪。齒輪主要失效特征是彎曲 應(yīng)力 作用造成輪齒的變形和折斷、接觸應(yīng)力作用而造成的表面疲勞剝落和摩擦作用而造成的磨損。 齒輪彎曲應(yīng)力研究現(xiàn)狀 實驗表明，齒輪的工作壽命與最大彎曲應(yīng)力值的六次方