基于pro-e的齒輪有限元分析-資料下載頁
2025-06-27 18:59本頁面
【正文】 影響[8]。在選擇單元類型時應綜合考慮分析模型的復雜程度、計算的精度要求、計算的經濟性等因素以選擇合適的單元類型。在有限元計算中，采用六面體單元計算時，生成的節(jié)點比較少，而且精度比較高。在三維模型有限元計算時，一般首先考慮使用六面體單元。但考慮到六面體單元在劃分網格時要求結構比較規(guī)則，對于齒輪這類復雜模型，用四面體單元分析，單元劃分更靈活、方便。為了提高分析精度并減少求解時間，本文選用8節(jié)點四面體單元Solid45。此單元每個節(jié)點有三個移動自由度，具有塑性、蠕變、應力剛化、以及大變形的能力，它還可以通過邊界上三個節(jié)點的二次拋物線來局部近似代表齒根過度曲線[9]，這與以直線邊界代表齒根過渡曲線相比，大大提高了對邊界曲線的擬和性，從而可減少離散化所產生的誤差。此外，Solid45單元的位移插值函數(shù)為曲線坐標中的不完全三次多項式，其含有較多的項數(shù)和位移場變量的更高階。因此，它們比僅包含線性插值的三節(jié)點三角形單元能更為精確地反映出應力的變化情況。對模型劃分網格時，應使實際劃分的單元形態(tài)盡可能接近理想單元，以便得到理想的結果。映射和掃掠網格劃分通常比自由網格劃分得到的結果更加精確，并且在求解時對CPU和內存的需求也相對要低些[10]，所以本章采用體掃掠網格劃分的方法對齒輪模型劃分網格，共劃分節(jié)點總數(shù)為4464，單元總數(shù)為3525，所示根據(jù)主動輪傳遞的轉矩Tl=*m可以得到輪齒所受的圓周力Ft，由式()可計算出徑向力Fr，將其轉化為沿x方向和Y方的節(jié)點力Fx=Ft=,Fy=Fr=。Fr=Ft*tana將節(jié)點力施加于有限元模型上。從應力分布圖中可以看出，輪齒嚙合時齒根處和加載線處應力變化比較明顯。嚙合時實際為面接觸，載荷為一個面積很小的分布載荷，本文為了得到齒根的最大應力狀態(tài)而將載荷施加在對齒根強度最不利的加載點，并將載荷轉化為節(jié)點集中力，因此加載線上存在應力奇異。經過求解，得到了齒輪強度的有限元分析結果。經后處理得到了輪齒在各個方向的應力云圖，在應力云圖中可以清晰地看出整個輪齒在受載狀況下應力分布狀況。，分別列出了輪齒在應力云圖中節(jié)點的最小應力和最大應力以及它們對應的節(jié)點和坐標。由于在模型上施加的是集中載荷，而實際齒輪嚙合時載荷為一個面積很小的分布載荷，因此載荷作用點處的變形并不能代表輪齒實際的撓曲變形[11]，其變形是載荷作用線與輪齒對稱中心線交界點處載荷作用方向的變形。從等效應力分布圖中可以看出齒根處應力較大，由于加載節(jié)點集中力，加載處節(jié)點應力最大。從第一主應力分布圖中可以看出，最大第一主應力發(fā)生在齒根處。參考文獻[1] 王小寶，齒輪失效的原因和對策[J]，礦冶工程，1998，7(2)，6367，[2] 發(fā)動機齒輪強度的有限元分析。太原理工大學 李光輝。[3] 「J」.機械工程師，2001(5):2324.[4] 王二武，景仁坤，[J].機械傳動，2004，28(5):3537.[5] 肖石林，「J].起重運輸機械，2004(10)1921.[6] 閻樹田，梁繼武，[J].蘭州理工大學學報，2006，32(3):4849.[7] 朱景梓，張展，[M].北京:國防工業(yè)出版社，1990.[8] 韓志仁，[J].機械設計與制造，2004(2):333[9] ANSYS Doeumentation [M].[10] 葉先磊，[M].北京:清華大學出版社，2003.[11] 楊生華，[J].煤礦機械，1999(
化學相關推薦
鄂ICP備17016276號-1