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《基于ansys workbench 的空間曲線嚙合齒輪接觸分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、課程論文(2015-2016學(xué)年第二學(xué)期)基于ANSYSWORKBENCH的空間曲線嚙合齒輪接觸分析提交日期：簽名：學(xué)號學(xué)院課程編號課程名稱有限元分析-Ansys學(xué)位類別任課教師教師評語：成績評定：分任課教師簽名：年月日基于ANSYSWORKBENCH的空間曲線嚙合齒輪接觸分析摘要：空間曲線嚙合齒輪是近幾年來華南理工大學(xué)教授陳揚枝提出的新型齒輪，對該齒輪的彎曲應(yīng)力和強度設(shè)計準則都有了一定的研究。因此，本文主要是利用ANSYSWORKBENCH軟件來對該齒輪來進行接觸分析的進行探討，介紹了接觸分析的方法
2、，為空間曲線嚙合齒輪提供了一種新的分析方法。用兩個初始參數(shù)幾乎完全一樣的兩個齒輪對來進行比較分析，得到交錯軸齒輪比交叉軸齒輪的等效應(yīng)力更大；安裝位置對分析的結(jié)果的影響也很大；等效應(yīng)變和變形都能夠滿足我們實際的需求等這些結(jié)論。關(guān)鍵詞：ANSYSWORKBENCH空間曲線嚙合齒輪接觸分析1.引言傳統(tǒng)的齒輪的形式多種多樣，用有限元對傳統(tǒng)齒輪的機構(gòu)進行分析是目前研究采用得最多的一種方法。而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。因此近年來，國內(nèi)外學(xué)者開始采用接觸有限元法對
3、齒輪進行分析。接觸有限元法來分析齒輪結(jié)構(gòu)，為齒輪的快速設(shè)計和進一步的優(yōu)化設(shè)計提供條件?？臻g曲線嚙合齒輪(SpaceCurveMeshingWheel,SCMW)[1~3]是近幾年來由華南理工大學(xué)教授陳揚枝提出的新型齒輪，而空間曲線嚙合交錯軸齒輪則是可以運用于空間交錯軸上的嚙合齒輪。不同于基于齒面嚙合理論的傳統(tǒng)齒輪機構(gòu)[4、5]，它們是基于一對空間共軛曲線的點嚙合理論。它的特點是：傳動比大、小尺寸、質(zhì)量輕等。課題組前期已經(jīng)研究了適用于該空間曲線嚙合輪機構(gòu)的空間曲線嚙合方程[6]，重合度計算公式[7]，強
4、度設(shè)計準則[8]以及制造技術(shù)[9]等，并設(shè)計出微小減速器[10]。同時，對于該齒輪的等強度設(shè)計等方面正在進行研究。ANSYSWORKBENCH是用ANSYS求解實際問題的產(chǎn)品，它是專門從事于模型分析的有限元軟件，能很好地和現(xiàn)有的CAD三維軟件無縫接口，來對模型進行靜力學(xué)、動力學(xué)和非線性分析等功能。由于空間曲線嚙合齒輪主要運用于微小型或者是微型機械裝置中，傳遞的力非常的小，主要用來傳遞運動，因此，點蝕和磨損都不是它的主要失效形式。本文主要是用ANSYSWORKBENCH對該齒輪進行接觸分析，來探討整個機
5、構(gòu)在此情況下的應(yīng)力狀態(tài)。1.空間曲線嚙合齒輪的建?？臻g曲線嚙合齒輪[11]，包括主動輪、從動輪、主動鉤桿和從動鉤桿，主動鉤桿均勻布置在主動輪圓柱體上底面的圓周上，從動鉤桿均勻布置在從動輪圓柱體的圓周上，主動輪和從動輪組成一對傳動副。由前面的研究可以得知，空間曲線嚙合齒輪主要是先創(chuàng)建出兩共軛的主、從動接觸線分別；然后以接觸線為導(dǎo)線，以圓為母線來建立主、從動鉤桿，從而得到空間曲線嚙合齒輪。本論文將討論兩個例子，一個是兩軸為同平面的垂直齒輪對，另一個是兩軸在不同平面的交錯垂直齒輪對。1.1兩軸為同平面的垂直
6、齒輪對它的基本設(shè)計參數(shù)如下：，，，，，，和，即可以得到它的主動接觸線[12]為：而從動接觸線的方程[12]為：則在proe軟件上建立得到接觸線，并以半徑為0.6的圓為母線進行建模和裝配仿真，則可以得到空間曲線嚙合交錯軸齒輪的圖形如下圖1所示：圖1兩軸同平面的垂直齒輪對1.1兩軸在不同平面的交錯垂直齒輪對它的基本設(shè)計參數(shù)如下：，，，，，，和，即可以得到它的主動接觸線[11]為：而從動接觸線的方程[11]為：則在proe軟件上建立得到接觸線，并以半徑為0.6的圓為母線進行建模和裝配仿真，則可以得到空間曲線
7、嚙合交錯軸齒輪的圖形如下圖2所示：圖2兩軸在不同平面的交錯垂直齒輪對1.在ANSYSWORKBENCH上的接觸分析ANSYSWORKBENCH[13~15]能與PROE無縫連接，點擊進入后得到的界面為圖3所示。由此可以在左邊的StaticStructural靜力學(xué)分析工具拖入到A工具欄的右邊框架上，并讓A中的A2欄Geometry與B2欄中的Geometry進行連接，則在靜力學(xué)分析中已經(jīng)導(dǎo)入了ANSYSWORKBENCH分析軟件，可進行分析，其界面如圖4所示。由此則可進行下面的材料定義，接觸對建立，劃
8、分網(wǎng)格，約束和加載和最后的后處理等一系列的工作，具體如下文所示。圖3ANSYSWORKBENCH界面圖4靜力學(xué)分析的導(dǎo)入（1）材料屬性一般情況下，空間曲線嚙合齒輪都是由快速成型的加工方法加工出來的，而且采用的材料為316L不銹鋼，故可以添加不銹鋼的作為這兩個例子分析的材料。雙擊B2中的EngineeringData則可以進入材料屬性的編輯和定義，其界面如下圖5所示。選擇圖中的OutlineofGeneralMaterials里面的StainlessSte
