基于pro-e的齒輪有限元分析(參考版)
2025-06-30 18:59本頁(yè)面
【正文】 太原理工大學(xué) 李光輝。從第一主應(yīng)力分布圖中可以看出，最大第一主應(yīng)力發(fā)生在齒根處。由于在模型上施加的是集中載荷，而實(shí)際齒輪嚙合時(shí)載荷為一個(gè)面積很小的分布載荷，因此載荷作用點(diǎn)處的變形并不能代表輪齒實(shí)際的撓曲變形[11]，其變形是載荷作用線與輪齒對(duì)稱(chēng)中心線交界點(diǎn)處載荷作用方向的變形。經(jīng)后處理得到了輪齒在各個(gè)方向的應(yīng)力云圖，在應(yīng)力云圖中可以清晰地看出整個(gè)輪齒在受載狀況下應(yīng)力分布狀況。從應(yīng)力分布圖中可以看出，輪齒嚙合時(shí)齒根處和加載線處應(yīng)力變化比較明顯。映射和掃掠網(wǎng)格劃分通常比自由網(wǎng)格劃分得到的結(jié)果更加精確，并且在求解時(shí)對(duì)CPU和內(nèi)存的需求也相對(duì)要低些[10]，所以本章采用體掃掠網(wǎng)格劃分的方法對(duì)齒輪模型劃分網(wǎng)格，共劃分節(jié)點(diǎn)總數(shù)為4464，單元總數(shù)為3525，所示根據(jù)主動(dòng)輪傳遞的轉(zhuǎn)矩Tl=*m可以得到輪齒所受的圓周力Ft，由式()可計(jì)算出徑向力Fr，將其轉(zhuǎn)化為沿x方向和Y方的節(jié)點(diǎn)力Fx=Ft=,Fy=Fr=。因此，它們比僅包含線性插值的三節(jié)點(diǎn)三角形單元能更為精確地反映出應(yīng)力的變化情況。此單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)有三個(gè)移動(dòng)自由度，具有塑性、蠕變、應(yīng)力剛化、以及大變形的能力，它還可以通過(guò)邊界上三個(gè)節(jié)點(diǎn)的二次拋物線來(lái)局部近似代表齒根過(guò)度曲線[9]，這與以直線邊界代表齒根過(guò)渡曲線相比，大大提高了對(duì)邊界曲線的擬和性，從而可減少離散化所產(chǎn)生的誤差。但考慮到六面體單元在劃分網(wǎng)格時(shí)要求結(jié)構(gòu)比較規(guī)則，對(duì)于齒輪這類(lèi)復(fù)雜模型，用四面體單元分析，單元?jiǎng)澐指`活、方便。在有限元計(jì)算中，采用六面體單元計(jì)算時(shí)，生成的節(jié)點(diǎn)比較少，而且精度比較高。單元類(lèi)型的選擇對(duì)有限元結(jié)果有直接影響[8]。本文采用在Proe界面下直接啟動(dòng)ANSYS軟件的方法將單齒模型導(dǎo)入ANSYS軟件。 當(dāng)你想修改Z(齒數(shù)) 、M(模數(shù))、 B(齒寬)、 HAX(齒頂高系數(shù)) 、CX(頂隙系數(shù)) 、ALPHA(壓力角) 、X(變位系數(shù))等參數(shù)時(shí)，你可以單擊再生，選擇你需要的參數(shù)輸入即可。13 陣列齒形
選取基準(zhǔn)軸”A1”來(lái)定義“組LOCAL_GROUP”的陣列中心，數(shù)量、陣列角度自定義， 按確定： 右鍵陣列——編輯，對(duì)數(shù)量、陣列角度：d56=CANG，p59=Z繼續(xù)操作：再生——當(dāng)前值。 在關(guān)系式中輸入以下關(guān)系到式：IF HAX1d14=*MENDIFIF HAX=1d14=*MENDIF（d14為倒圓角尺寸）繼續(xù)操作：再生——當(dāng)前值。（按 “ctrl”選兩條邊）11 修剪齒形拉伸——放置，選取FRONT平面進(jìn)入草繪模式，點(diǎn)擊 “通過(guò)邊創(chuàng)建圖元”按鈕，選取齒根圓、齒頂圓和兩條漸開(kāi)線，延伸漸開(kāi)線至齒根圓，修剪去除多余的曲線，按“√”退出草繪。確定。8 通過(guò)基準(zhǔn)平面DTM2 鏡像漸開(kāi)線 9 拉伸齒頂圓成特征實(shí)體：拉伸——放置——定義——FRONT——以齒頂圓為基準(zhǔn)畫(huà)同心圓，確定。
6 創(chuàng)建基準(zhǔn)平面DTM1 執(zhí)行 “基準(zhǔn)平面”工具，選取基準(zhǔn)軸后按 “ctrl”選取基準(zhǔn)點(diǎn)PNT0，“確定”基準(zhǔn)平面創(chuàng)建成功。 執(zhí)行 “基準(zhǔn)點(diǎn)創(chuàng)建”工具，選取漸開(kāi)線后，按下 “ctrl”選取分度圓，“確定”，基準(zhǔn)點(diǎn)PNT0 創(chuàng)建成功。（另，在記事本INPUT/END INPUT之間插入字段完成后，也會(huì)彈出輸入對(duì)話框，選擇后在那輸入也行） 點(diǎn)擊 “工具——關(guān)系”彈出程序編輯菜單，輸入以下關(guān)系式：D=M*ZDA=D+2*M*(HAX+X)DF=
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