【正文】 33 選擇 Utility Menu→ WorkPlane→ Offset WP by Increments→ 命令，彈出 Offset WP 對話框， 如圖 317 所示 ， 分別輸入 X 軸移動 75， Y 軸移動 65， Z 軸移動 0， 單擊 Offset WP對話框上的【 OK】按鈕。在小齒輪軸輸入轉(zhuǎn)矩 ,值為正 ,是指齒輪繞 z 軸逆時針轉(zhuǎn)動 ,反之為負(fù)。單擊【 Optional setting】按鈕，對接觸對問題的其它選項進(jìn)行設(shè)置。如圖 37 所示 圖 37.“ Contact Manager”對話框 （ 2）創(chuàng)建第一個接觸面 單擊左上角圖標(biāo)（ Contact Wizard），彈出 Contact Wizard 對話框，單擊對話框中的“ Areas”單選按鈕，指定接觸目標(biāo)表面為面，如圖 38 所示“添加接觸”對話框，然后單擊【 Pick Target】按鈕。 （ 2） 在 Material Models Available 一欄中依次單擊 Structural、 Linear、 Elastic、Isotropic 選項，出現(xiàn) Linear Isotropic Propeties for Material Number 1 對話框， 在 EX 輸入欄中輸入 ， 在 PRXY 輸入欄中輸入 查閱資料可知，汽車發(fā)動機(jī)前端齒輪 采用合金鋼制造， 在本文中， 齒輪以 20CrMnTi為材料 ， 其它各零件均采用 45 號 鋼制造 ,故由汽車發(fā)動機(jī)前端齒輪 的材料的彈性模量與泊松比分別為 211GPa、 。 圖 IGES 25 第三章 齒輪靜態(tài)接觸應(yīng)力有限元計算 Pro/e 模型導(dǎo)入 ANSYS （ 1）選擇 Utility Menu→ File→ Import→ IGES 命令，彈出 import IGES file 對話框 ，單擊 import IGES file 對話框上的【 OK】按鈕。 圖 21 6. 繪制齒槽草圖 ，如圖 212 所示。分別添加 如圖23 所示 4 個參數(shù)，其中 m為模數(shù)， z 為齒數(shù)， b 為齒寬， pa 為壓力角。一個目標(biāo)單元和一個接單元叫作一個 “ 接觸對 ” 程序通過一個共享的實常號來識別 “ 接觸對 ” ，為了建立一個 “ 接觸對 ”給目標(biāo)單元和接觸單元指定相同的實常的號。這種分析類型可用于換熱器、振蕩器、諧振器、麥克風(fēng)等部件及其它電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)動態(tài)性能分析。 流體動力學(xué)分析 ANSYS 流體單元能進(jìn)行流體動力學(xué)分析，分析類型可以為瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)。 動力學(xué)分析 結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析研究結(jié)構(gòu)在動載荷作用的響應(yīng)（如位移、應(yīng)力、加速度等得時間歷程），以確定結(jié)構(gòu)的承載能力的動力特性等。 ANSYS 軟件提供的分析類型如下： 結(jié)構(gòu)靜力分析 用來求解外載荷引起的位移、應(yīng)力和力。 ANSYS 概述 ANSYS 有限元軟件包是一個多用途的有限元法計算機(jī)設(shè)計程序， 目前，有限元法從它最初應(yīng)用的固體力學(xué)領(lǐng)域，已經(jīng)推廣到溫度場、流體場、電磁場、聲場等其他連續(xù)介質(zhì)領(lǐng)域。 2． 基于特征建模 Pro/E 是基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。 Pro/Engineer 軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位， Pro/Engineer 作為當(dāng)今世界機(jī)械 CAD/CAE/CAM 領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣。數(shù)值解法可以求解復(fù)雜的齒面接觸問題，但不能給出一般性的函數(shù)關(guān)系。 由于其方便性、實用性和有效性 ， ANSYS 軟件在各個領(lǐng)域，特別是機(jī)械工程當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，在各種機(jī)械故障中，齒輪失效就占總數(shù)的 6 0%以上，其齒面損壞又是齒輪失效的主要原因之一。 2．發(fā)動機(jī)齒輪接觸應(yīng)力的有限元計算 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， 對齒輪的模型及其邊界條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕?，計算出齒輪在運(yùn)動過程中幾個極限的接觸點(diǎn)， 再施加約束和載荷， 分析這幾個極限情況下，齒輪嚙合的接觸應(yīng)力變化。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 4 注 意 事 項 （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名： 日 期： 3 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 ：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 3. 發(fā)動機(jī)齒輪接觸應(yīng)力的理論值計算 根據(jù)機(jī)械設(shè)計理論，用赫茲應(yīng)力公式計算出接觸應(yīng)力的理論值，和有限元計算的結(jié)果進(jìn)行比較分析。因此，工程中需要發(fā)大量工作對齒面強(qiáng)度及其應(yīng)力進(jìn)行分析。 課題研究背景 隨著計算技術(shù)的迅速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，以有限元法為代表的數(shù)值計算方法為齒輪應(yīng)力和變形分析提供了一種方便、可靠的研究方法．目前齒輪工程中實用的數(shù)值解法主要有三種：有限差分法 (FDM)、邊界元法（ BEM)和有限元法 (FEM)。在工程應(yīng)用上數(shù)值解法具有很大的實用價值，己經(jīng)取得了很多重 要成果，例如有限元法、邊界元法、有限差分法以及與數(shù)值方法相配合的各種變分法、實變函數(shù)法、泛函分析法等。是現(xiàn)今主流的 CAD/CAM/CAE 軟件之一，特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域占據(jù)重要位置。這一功能特性給工程設(shè)計者提供了在設(shè)計上從未有過的簡易和靈活。在固體力學(xué)領(lǐng)域，有限元法不僅可以用于線性靜力分析，也可以用于動態(tài)分析，還可以用于非線性、熱應(yīng)力、接觸、蠕變、斷裂、加工模擬、碰撞模擬等特殊問題的研究 。靜力分析很適合求解慣性和阻尼對結(jié)構(gòu)的影響并不顯著的問題。 ANSYS 程序可以分析大型三維柔體運(yùn)動。分析結(jié)果可 12 以是每個節(jié) 點(diǎn)的壓力和通過每個單元的流率。可進(jìn)行四種類型的分析：靜態(tài)分析、模態(tài)分析、諧波響應(yīng)分析、瞬態(tài)響應(yīng)分析。 與點(diǎn) ─ 面接觸單元相比，面 ─ 面接觸單元有 以下 幾項優(yōu)點(diǎn) ： ； ，協(xié)調(diào)剛度陣計算，單元提法不對稱剛度陣 的選項 ； ，例如法向壓力和摩擦應(yīng)力 ； ， 剛體表面的光滑性不是必須允許有自 然的或網(wǎng)格離散引起的表面不連續(xù) ； ─ 面接觸單元比，需要較多的接觸單元，因而造成需要較小的磁盤空間和 CPU時間 ； ，例如 ： 綁定接觸 、 漸變初始滲透 、 目標(biāo)面自動移動到補(bǔ)始接觸 、平移接觸面（老虎梁和單元的厚度） 、 支持死活單元 。 16 圖 2. 創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)特征 選擇菜單“工具”，點(diǎn)擊“關(guān)系”命令，打開“關(guān)系”窗口。 圖 7. 拉伸并陣列齒槽 ，如圖 213 所示。單擊【 Browse】按鈕， 打開 所在的文件夾，選中文件名為 的文件，單擊 import IGES file 對話框上的【 OK】按鈕。 如圖 34 所示 “輸入材料彈性模量和泊松比”對話框 ，單擊【 OK】按鈕，關(guān)閉該對話框。 29 選擇具體目標(biāo)面，彈出 Select Area for Target 拾取菜單， 用鼠標(biāo)在屏幕上拾取齒輪嚙合的 第一個 接觸面 ， 如圖 39 所示， 單擊【 OK】按鈕，將其關(guān)閉。 在對話框中的 Normal Penalty Stiffness 中輸入 ，指定接觸剛度處罰系數(shù)為 ，如圖 313 所示“ Contact Properties”對話框。 由于 ANSYS 軟件中的 SOL ID 單元不具有轉(zhuǎn)動自由度 ,因此無法施加轉(zhuǎn)矩。坐標(biāo)系移動 結(jié)果 如圖 318 所示。 圖