【正文】 由于該 關(guān)鍵 點(diǎn)與小齒輪（主動輪）中心軸線的距離在建模時就已知，所以可以通過輸入具體數(shù)值來精確地將坐標(biāo)系移動到小齒輪（主動輪）的中心軸線處。 圖 圖 32 施加約束條件 和加載 面 — 面接觸的接觸對設(shè)置好后 ,給定求解的邊界條件 ,根據(jù)本模型的特點(diǎn) ,由于電動機(jī)輸入的轉(zhuǎn)矩是通過電動機(jī)的輸入軸輸入給小齒輪 ,再通過大小齒輪的接觸 ,從大齒輪輸出轉(zhuǎn)矩 ,這就需要在齒輪軸的中心輸入轉(zhuǎn)矩 ,控制軸的轉(zhuǎn)動 ,應(yīng)該約束大小齒輪的中心軸的軸線上的所有節(jié)點(diǎn)的 Ux,Uy,Uz, ROTx 與 ROTy 方向的自由度 ,使兩個齒輪只能繞 z 方向轉(zhuǎn)動。在Coeffieient of Friction 中輸入 ，如圖 312 所示“設(shè)置接觸對屬性”對話框。 創(chuàng)建接觸對 （ 1）選擇 Main Menu→ Preprocessor→ Modeling→ Create→ Contact Pair 命令，彈出 Contact Manager 對話框。 圖 33.“單元類型列表”對話框 定義材料性能參數(shù) （ 1）選擇 Main Menu→ Preprocessor→ Material Props→ Material Models 命令，出現(xiàn) Define Material Model Behavior 對話框。 圖 4. 導(dǎo)出 IGES 打開菜 單“文件”，點(diǎn)擊“保存副本”，設(shè)置類型為 IGES，名稱為 jwx1_asm，如圖 219所示。 圖 漸開線 5. 鏡像漸開線 ，如圖 211 所示。 1 建立齒輪底板三維模型 1. 在 Pro/e 中 繪制如圖 21 所示 底板草圖 圖 15 “ 拉伸 ” 命令建立 如圖 22 所示齒輪 底板三維零件圖 圖 三維零件圖 建立齒輪固定軸三維模型 在 Pro/e 中 分別繪制如圖固定軸零件圖，兩個軸的半徑分別與底板的兩個孔半徑相同 建立大齒輪三維模型 1. 定義 齒輪 參數(shù) 選擇菜單“工具”，點(diǎn)擊“參數(shù)”命令，此時系統(tǒng)彈出“參數(shù)”窗口。 13 ANSYS 支持剛體 ─ 柔體的面 ─ 面的接觸單元，剛性面被當(dāng)作 “ 目標(biāo) ” 面，分別用Targe169 和 Targe170 來模擬 2─D 和 3— D 的 “ 目標(biāo) ” 面，柔性體的表面被當(dāng)作 “ 接觸 ”面，用 Conta171,Conta172,Conta173,Conta174 來模擬。 ANSYS 壓電分析用于分析二維或三維結(jié)構(gòu)對 AC（交流）、 DC（直流）或任意隨時間變化的電流或機(jī)械載荷的響應(yīng)。還可用于螺線管、調(diào)節(jié)器、發(fā)電機(jī)、變換器、磁體、加速器、電解槽及無損檢測裝置等的設(shè)計和分析領(lǐng)域。 ANSYS 程序可求解靜態(tài)和瞬態(tài)非線性問題，包括材料非線性、幾何非線性和單元非線性三種 [12] 。軟件提供了 200 種以上的單元類型，用來模擬工程中的各種結(jié)構(gòu)和材料。這一優(yōu)點(diǎn)，使得設(shè)計更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場，價格也更便宜。 1． 參數(shù)化設(shè)計 相對于產(chǎn)品而言，我 們可以把它看成幾何模型，而無論多么復(fù)雜的幾何模型，都可以分解成有限數(shù)量的構(gòu)成特征，而每一種構(gòu)成特征，都可以用有限的參數(shù)完全約束，這就是 10 參數(shù)化的基本概念。 PRO/E 概述 Pro/Engineer 操作軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司（ PTC)旗下的 CAD/CAM/CAE 一體化的三維軟件。隨著計算機(jī)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。利用 ANSYS 有限元分析，可以對各種機(jī)械零件，構(gòu)件進(jìn)行應(yīng)力，應(yīng)變，變形，疲勞分析，并對某些復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行仿真，實(shí)現(xiàn)虛擬的設(shè)計，從而大大節(jié)省人力，財力和物力。 齒輪是傳動系統(tǒng)中承受載荷和傳動動力的主要零部件，也是最容易出故障的零件之一。 在 PRO/E 中，通過繪制漸開線的方法創(chuàng)建漸開線齒輪相對來說比 較復(fù)雜。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機(jī)繪制， 所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。發(fā)現(xiàn)赫茲應(yīng)力公式的計算結(jié)果要比有限元大一點(diǎn)。 齒輪嚙合過程作為一種接觸行為 , 因涉及接觸狀態(tài)的改變而成為一個復(fù)雜的非線性問題。在數(shù)值計算方法中最引人注目的是有限元法。在所有這些方法中，有限元法的應(yīng)用最為廣泛，可以求解邊界條件、幾何形狀和載荷方式復(fù)雜的工程接觸問題。 Pro/E 第一個提出了參數(shù)化設(shè)計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關(guān)性問題。 3． 單一數(shù)據(jù)庫（全相關(guān)） Pro/Engineer 是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不像 一些傳統(tǒng)的 CAD/CAM 系統(tǒng)建立在多個數(shù)據(jù)庫上。軟件主要包括三個部分：前處理模塊，分析計算模塊和后處理模塊。 ANSYS 程序中的靜力分析不僅可以進(jìn)行線性分析，而且也可以進(jìn)行非線性分析，如塑性、蠕變、膨脹、大變形、大應(yīng)變及接觸分析。當(dāng)運(yùn)動的積累影響起主要作用時，可使用這些功能分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)在空間中的運(yùn)動特性，并確定結(jié)構(gòu)中由此產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和變形。并且可以利用后處理功能產(chǎn)生壓力、流率和溫度分布的圖形顯示。 ANSYS 的接觸能力 接觸問題是一種高度非線性行為，需要較大的計算資源 ， 分為兩種基本類型：剛體 ─柔體的接觸，柔體 ─ 柔體的接觸，在剛體 ─ 柔體的接觸問題中，接觸面的一個或多個被當(dāng)作剛體，（與它接觸的變形體相比，有大得多的剛度），一般情況下，一種軟材料和一種硬材料接觸時，問題可以被假定為剛體 ─ 柔體的接觸，許多金屬成形問題歸為此類接觸，另一類，柔體 ─ 柔體的接觸，是一種更普遍的類型，在這種情況下，兩個接觸體都是變形體（有近似的剛度） 。 使用這些單元，能模擬直線（面）和曲線（面），通常用簡單的幾何形狀例如圓、拋物線、球、圓錐、圓柱采模擬曲面，更復(fù)雜的剛體形狀能使用特殊的前處理技巧來建模。輸入草圖尺寸和設(shè)置的參數(shù)的關(guān)系 ，如圖 24 所示 。 圖 22 8. 完成齒輪的三維建模 ，如圖 214 所示。 （ 2）選擇 Utility Menu→ Polt→ Volumes 命令， ANSYS 顯示窗口將顯示如圖 31 所示齒輪組件 模型顯示 。 27 圖 34. “輸入材料彈性模量和泊松比”對話框 網(wǎng)格劃分 (1) 選擇 Main Menu→ Preprocessor→ Meshing→ Mesh Tool→ Global→ Size 命令，彈出 Global Size 對話框，在 SIZE Element egde length 輸入欄中輸入 8，設(shè)置單元尺寸為 8， 如圖 35 所示 “定義單元尺寸”對話框 ，單擊【 OK】按鈕，關(guān)閉該對話框 。 圖 圖 顯示 （ 2）創(chuàng)建第二個接觸面 這時， Contact Wizard 對話框中【 next】按鈕將被激活，單擊【 next】按鈕進(jìn)入下一步，將彈出選中接觸面的對話框。 圖 圖 313. “ Contact Properties”對話框 31 如圖 314 所示，單擊對話框上的【 Fricition】按鈕，打開摩擦選項設(shè)置選項卡。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動效果 ,可以采用在節(jié)點(diǎn)上施加切向力的方法 ,可以代替轉(zhuǎn)矩使齒輪轉(zhuǎn)動。 圖 圖 34 (2)將 笛卡爾坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成圓柱體坐標(biāo)系 選 擇 Utility Menu→ WorkPlane→ Change Active CS to→ Global Cylindrical 命令 ，選擇Main Menu→ Preprocessor→ Modeling→ Move / Modify→ To Active CS 命令 ，彈出 Rotate Nodes into CS 窗口，如圖 318 所示，選中小齒輪（主動輪）內(nèi)圈的節(jié)點(diǎn)， 單擊 Rotate Nodes into CS 對話框上的【 OK】按鈕 。 坐標(biāo)系移動如圖 316 所示。 （ 3）接觸對的生成 又回到 Add Contact Pair 對話框，如圖 314 所示，單擊【 Finish】按鈕，屏幕顯示如圖 315 所示的定義接觸對。 圖 個接觸面第一個面對話框 圖 在對話框中單擊“ Include initial peration”按鈕，將其選中，使分析包括初始滲透，