【正文】 /Apply/Structural/Force/Moment/On Nodes，然后對(duì)幾何體中的彎曲近似區(qū)域的線進(jìn)行細(xì)化。Smartsize是ANSYS提供的強(qiáng)大的自動(dòng)網(wǎng)格劃分工具,它有自己的內(nèi)部計(jì)算機(jī)制,使用Smartsize在很多情況下更有利于在網(wǎng)格生成過程中生成形狀合理的單元。網(wǎng)格劃分又分為自由網(wǎng)格和映射網(wǎng)格。在EX文本框中輸入彈性模量“”，在PRXY文本框中輸入泊松比“”。由于材料是各向同性的線彈性材料，其材料參數(shù)的定義步驟為選擇Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models命令，彈出Define Material Model Behavior對(duì)話框。 單元類型對(duì)話框單擊Add按鈕,彈出Library of Element Types對(duì)話框選擇好自己要定義的元素類型,單擊OK按鈕即可,。）206800導(dǎo)入了零件的實(shí)體模型后,緊接著定義該模型各項(xiàng)屬性。主減速器主動(dòng)錐齒輪的有限元受力分析：（1）將Pro\； 主動(dòng)錐齒輪（2）對(duì)模型進(jìn)行定義網(wǎng)格類型，定義材料屬性，網(wǎng)格劃分[20]；主動(dòng)錐齒輪的材料選用20CrMnTi。球墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度為320MPa，無論是單個(gè)方向的最大應(yīng)力，還是綜合應(yīng)力值均充分滿足強(qiáng)度要求。 應(yīng)力分布圖應(yīng)力結(jié)果分析：數(shù)值顯示，藍(lán)色部位應(yīng)力值最小，紅色部位應(yīng)力值最大。 變形如面分析下圖。由于所有的線和面在網(wǎng)格劃分開始時(shí)已經(jīng)指定大小，生成網(wǎng)格的質(zhì)量與待劃分網(wǎng)格的面或體順序無關(guān)。Smartsize算法首先對(duì)待劃分網(wǎng)格的面或體的所有線估算單元邊長(zhǎng)。本設(shè)計(jì)使用的是自由網(wǎng)格，因?yàn)樗梢酝ㄟ^Smartsize自己控制網(wǎng)格的劃分精度。 材料屬性定義完材料屬性后就可以對(duì)齒輪模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分了。在右側(cè)列表框中依次選擇StructuralLinearElasticIsotropic命令。 定義元素類型定義完元素類型后應(yīng)該定義材料的屬性。依次展開Main MeunPreprocessorElement TypesAdd/Edit/Delete命令， Types的對(duì)話框。主減速器殼的有限元受力分析：（1）將Pro\； 主減速器蓋（2）對(duì)模型進(jìn)行定義網(wǎng)格類型，定義材料屬性，網(wǎng)格劃分；主動(dòng)錐齒輪的材料選用球墨鑄鐵，材料的主要力學(xué)性能：屈服強(qiáng)度320MPa，泊松比：，彈性模量：140GPa[19]。 三是應(yīng)用在機(jī)械與汽車結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析中，普遍采用有限單元法來進(jìn)行各構(gòu)件的模態(tài)分析，同時(shí)在計(jì)算機(jī)屏幕上直觀形象地再現(xiàn)各構(gòu)件的振動(dòng)模態(tài)，進(jìn)一步計(jì)算出各構(gòu)件的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，較真實(shí)地描繪出動(dòng)態(tài)過程，為結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提供方便有效的工具。具體來講，有限元分析應(yīng)用體現(xiàn)在一是在機(jī)械與汽車的設(shè)計(jì)中，對(duì)所有結(jié)構(gòu)件、主要機(jī)械零部件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性分析，有限單元法是不可替代的工具。 在機(jī)械與汽車結(jié)構(gòu)分析中，有限單元法已作為一種常用的基本方法被廣泛使用。它可以進(jìn)行求解一些隨時(shí)間而變的傳播問題。它是平衡問題的推廣，可以確定一些系統(tǒng)的特征值或臨界值，如結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析及線彈性系統(tǒng)固有特性的確定等。如線彈性系統(tǒng)的應(yīng)力分析，也可應(yīng)用在靜力學(xué)、靜磁學(xué)、穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)和多孔介質(zhì)中的流體流動(dòng)等的分析。由分法有限元擴(kuò)展到加權(quán)殘數(shù)法與能量平衡法有限元，由彈性力學(xué)平面問題擴(kuò)展到空間問題、板殼問題，有靜力平衡問題擴(kuò)展到穩(wěn)定性問題、動(dòng)力問題和波形問題，由線形問題擴(kuò)展到非線形問題，分析對(duì)象由彈性材料擴(kuò)展到塑性、粘彈性、粘塑性和復(fù)合材料等，由結(jié)構(gòu)分析擴(kuò)展到結(jié)構(gòu)優(yōu)化乃至與設(shè)計(jì)自動(dòng)化，從固體力學(xué)擴(kuò)展到流體力學(xué)、傳熱學(xué)、電磁學(xué)等領(lǐng)域[17]?！　?0世紀(jì)60年代有限單元法得到迅速發(fā)展，除了力學(xué)界外許多數(shù)學(xué)家也參與了這項(xiàng)工作，奠定了有限單元法的理論基礎(chǔ)，搞清了有限單元法與變分法的關(guān)系，發(fā)展了各種各樣的單元模式，擴(kuò)大了有限單元法的應(yīng)用范圍。同時(shí)，為這一方法的理論基礎(chǔ)作出了杰出貢獻(xiàn)。為下一步主減速器主要零部件的有限元分析做好準(zhǔn)備。在系統(tǒng)彈出的記事本窗口中輸入曲線方程為： r=db/2 theta=t*60 x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180 y=r*sin(theta)r*cos(theta)*theta*pi/180 z=0 在“伸出項(xiàng)”對(duì)話框中單擊【確定】完成漸開線的創(chuàng)建，； 完成后的漸開線(6)創(chuàng)建齒根圓 在工具欄內(nèi)單擊按鈕，或者依次在主菜單內(nèi)單擊 “插入”→ “旋轉(zhuǎn)”，彈出“旋轉(zhuǎn)”定義操控面板，在面板內(nèi)單擊 “位置”→ “定義”，彈出“草繪”定義對(duì)話框；，在工具欄內(nèi)單擊按鈕，完成草圖的繪制； 繪制二維草圖 在“旋轉(zhuǎn)”，單擊按鈕完成齒根圓的創(chuàng)建。系統(tǒng)彈出“得到坐標(biāo)系”菜單管理器，單擊選取基準(zhǔn)坐標(biāo)系CS1作為參照。主減速器主動(dòng)錐齒輪的建模步驟[16]：（1）； 參數(shù)圖（2）； 關(guān)系式編輯圖（3）； 主動(dòng)錐齒輪草繪（4），完成后的“關(guān)系”； 完成后的基本圓曲線 完成后的關(guān)系式（5）創(chuàng)建齒輪大端漸開線。 PRO/E建模 主減速器殼體的建模主減速器殼的建模步驟：（1）； 主減速器殼體的草繪（2）； 主減速器殼體的旋轉(zhuǎn)（3）； 主減速器殼體的拉伸（4）； 完成的草繪圖（5）； 拉伸去除材料（6）。高級(jí)的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了Pro/ENGINEER獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。 　　數(shù)據(jù)管理：加速投放市場(chǎng)，需要在較短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品。 　　裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征。這些特征是一些普通的機(jī)械對(duì)象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。 　　全相關(guān)性：Pro/ENGINEER的所有模塊都是全相關(guān)的。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個(gè)庫，使得每一個(gè)獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個(gè)部門的。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過的簡(jiǎn)易和靈活。是一套由設(shè)計(jì)至生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個(gè)參數(shù)化、基于特征的實(shí)體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能的綜合性MCAD軟件。PTC的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。經(jīng)過10余年的發(fā)展，Pro/ENGINEER已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。1985年，PTC公司成立于美國(guó)波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。是一款集CAD/CAM/CAE功能一體化的綜合性三維軟件，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(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，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。 第4章 主減速器主要零件的PRO/E建模 PRO/E的發(fā)展歷史Pro/E是美國(guó)PTC公司旗下的產(chǎn)品Pro/Engineer軟件簡(jiǎn)稱。 本章小結(jié)本章根據(jù)所給參數(shù)確定了主減速器計(jì)算載荷、并根據(jù)有關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)齒輪參數(shù)進(jìn)行合理的選擇，最后對(duì)螺旋錐齒輪的相關(guān)幾何尺寸參數(shù)進(jìn)行列表整理，并且對(duì)主動(dòng)、從動(dòng)齒輪進(jìn)行強(qiáng)度校核。軸承座的基本尺寸的確定 軸承座的寬度為37mm，連接螺栓的距離為123mm，螺栓孔中心距軸承座邊緣的距離為14mm，軸承座的內(nèi)徑分別為72mm、80mm。（2）叉形凸緣連接螺栓的強(qiáng)度校核剪切應(yīng)力： 式中： rd 螺栓分布半徑； n 螺栓數(shù)量，n=4； s 螺栓截面面積； [τ] 螺栓材料的須用應(yīng)力，選用材料為40號(hào)調(diào)制剛，[τ]=300MPa。以計(jì)算得：== MPa[]=980 MPa叉形凸緣的基本尺寸的確定（1）根據(jù)主動(dòng)錐齒輪軸的軸頸初步確定叉形凸緣花鍵出的直徑為32mm。19外圓直徑；mmmm20節(jié)圓頂點(diǎn)至齒輪外緣距離mmmm21理論弧齒厚 = mm= mm22齒側(cè)間隙=～ mm=差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算相嚙合另一齒輪齒數(shù)差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時(shí)，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)，差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以差速器齒輪主要進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算，而對(duì)于疲勞壽命則不予考慮。18根錐角；=176。17面錐角；=176。=176。==。11節(jié)錐距=54mm12周節(jié)==13齒頂高。8軸交角 90176。切向修正系數(shù) 汽車差速器直齒錐齒輪切向修正系數(shù)（弧齒系數(shù)） （長(zhǎng)度單位mm）序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果1行星齒輪齒數(shù)≥10，應(yīng)盡量取最小值=102半軸齒輪齒數(shù)=14～25，且需滿足式（）=183模數(shù) =5mm4齒面寬F=(～)A。 安裝孔直徑及其深度L =26（mm） =24 mm （）式中：——； n——行星齒輪數(shù)4； ——行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x，mm. ，是半軸齒輪齒面寬 中點(diǎn)處的直徑，l=36mm； []——支承面的許用擠壓應(yīng)力，取為69MPa.。輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 汽車主減速器螺旋錐齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力σw(N／mm2)為： ()式中：——齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩；K0——超載系數(shù)，； Ks——尺寸系數(shù)； Km——載荷分配系數(shù)取Km =1； Kv——質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪，檔齒輪接觸良好、節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，取1；J——計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，查表得，J=按Tje計(jì)算：主動(dòng)錐齒輪彎曲應(yīng)力σw1= N／mm700 N／mm從動(dòng)錐齒輪彎曲應(yīng)力σw2= N／mm700 N／mm按Tjm計(jì)算：主動(dòng)錐齒輪彎曲應(yīng)力σw1= N／mm／mm從動(dòng)錐齒輪彎曲應(yīng)力σw2= N／mm／mm綜上所述計(jì)算的齒輪滿足彎曲強(qiáng)度的要求。m； ig —— 變速器的傳動(dòng)比； d1 —— 主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，在此取49mm。單位齒長(zhǎng)上的圓周力 在汽車主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用其在輪齒上的假定單位壓力即單位齒長(zhǎng)圓周力來估算，即： ()式中：p——單位齒長(zhǎng)上的圓周力，N/mm； P——作用在齒輪上的圓周力，N，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Te max和最大附著力矩G2Φrr兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于滲碳深度有如下的規(guī)定：當(dāng)端面模數(shù)m≤5時(shí)， ～ 當(dāng)端面模數(shù)m5～8時(shí)，～由于新齒輪接觸和潤(rùn)滑不良，為了防止在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期的磨損，圓錐齒輪的傳動(dòng)副（或僅僅大齒輪）在熱處理及經(jīng)加工（如磨齒或配對(duì)研磨）～、鍍錫。汽車主減速器用的螺旋錐齒輪以及差速器用的直齒錐齒輪，目前都是用滲碳合金鋼制造。其損壞形式主要有齒輪根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕（剝落）、磨損和擦傷等。=176。8節(jié)圓直徑=49mm=287mm9節(jié)錐角arctan=90176。壓力角。所以主動(dòng)錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，這樣從動(dòng)錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時(shí)針，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪的軸向力離開錐頂方向。對(duì)于汽車工業(yè)，主減速器螺旋錐齒輪面寬度推薦采用：F==45mm錐齒輪螺旋方向 主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。計(jì)算得， d2=d2選定后，可按式m=d2/z2算出從動(dòng)齒輪大端模數(shù)，并用下式校核: () 所以有：d1=49mm d2=287mm。從動(dòng)錐齒輪節(jié)圓直徑d2及端面模數(shù)mt的選擇 ，按經(jīng)驗(yàn)公式選出： () 式中： Kd2——直徑系數(shù)，取Kd2=13～；Tj——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N對(duì)于不同的主傳動(dòng)比，z1和z2應(yīng)有適宜的搭配[12]。主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為： ()式中:Ga 汽車滿載總質(zhì)量，N；GT 所牽引的掛車的滿載總質(zhì)量，N；但僅用于牽引車的計(jì)算；rr 車輪滾動(dòng)半徑，m；fR 道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，~；fH 汽車正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，~。對(duì)主減速器型式確定中主要從主減速器齒輪的類型、主減速器的減速形式、主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇、從動(dòng)錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇。綜上分析，本設(shè)計(jì)中采用單級(jí)減速器就能滿足要求。另外，半軸、差速器及主減速器從動(dòng)齒輪等零件由于所受載荷