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1、基于基于ANSYSANSYS的齿轮仿真分析的齿轮仿真分析目录1概述2建模3分析4求解5结果分析2011.12概述1、主要工作本文主要在ANSYS中建立了齿轮模型的。并且对齿轮应力进行分析，通过与理论分析的比较，验证了ANSYS在齿轮计算中的准确性和有效性。经过应力分析，证实这种建模方法比较准确。此外，由于齿轮的温度分布和变化是计算齿轮热变形和判断齿轮是否胶合的主要依据，因此对齿轮的温度场也进行了分析。2011.122、主要工作流程创建齿轮模型定义材料属性，单元类型选择网格类型，划分网格定义边界条件，加载定义求解选项和载荷步求解后置处理2011
2、.121、齿轮模型建立1、1渐开线方程几何模型的精度对分析的精确至关重要。包括ANSYS在内的很多软件，都没有提供直接生成渐开线齿轮齿廓模型的功能。可以通过关键点坐标来完成齿轮的轮廓模型。建立渐开线齿廓线坐标方程：由上面两式可以计算出齿轮的轮廓关键点。2011.121、2求解关键点根据齿轮参数求出关键点坐标：模数m=6,齿数z=28,代入公式求得，间隔一定的角度，可以得到关键点坐标为：X1=5.428,Y1=76.307X7=4.208,Y7=85.396X2=5.534,Y2=77.803X8=3.623,Y8=86.920X3=5.595
3、,Y3=79.303X9=2.928,Y9=88.450X4=5.411,Y4=80.820X10=2.214,Y10=89.972X5=5.110,Y5=82.342X11=0.000,Y10=90.00X6=4.694,Y6=83.869应用上面求得的关键点，通过ANSYS样条曲线功能，建立轮廓曲线，通过镜像命令生成完整的单个齿轮，然后将生成的轮齿在柱坐标下沿圆周复制阵列，再将生成的齿圈和齿面进行布尔加运算，生成完整的齿面；运用拉伸命令生成完整的齿轮实体，最后在中心孔开键槽。2011.121、3关键点和渐开线通过镜像操作(Main>Pre
4、processor>Modeling>Reflect>Lines)齿根过渡曲线进行镜像生成完整的渐开线。关键点的建立：轮廓线建立：1POINTSDEC112011TYPENUM16:08:2111109876543212011.121、4齿轮三维模型通过阵列操作（Main_Preprocessor_Modeling_Copy_Lines）1和布尔运算得到齿轮三维模型。2011.122、定义单元类型下面主要是对齿轮进行力和热的分析，查看轮齿在5min之内应力、温度及应变情况，属于瞬态分析。2、1单元类型选择：单元类型决定了单元的：自由度数，又代
5、表了分析领域—结构、热、磁场、电场。由于分析是力和热的耦合场，耦合单元ScalarTet98可以做不同场间的耦合分析所以选择Coupledfield-ScalarTet98，此类单元可以进行温度场和结构场的分析。设定单元尺寸的大小：设置单元边长0.008(MainMenu—Preprocessor—ElementType—Add)2、2定义材料属性：实体模型只代表物体的几何模型，还需要定义材料属性。由于是瞬态动力学分析，必须定义材料的密度和弹性模量。其中包括材料热性能。钢弹性模量：206GPa密度：7800kg/泊松比：0.3屈服强度：1.4
6、0GPa切变模量：20.6GPa热导率66.6W/(m·℃)线胀系数：1.06E-5比热容：460J/(kg·℃)2011.12(MainMenu—Preprocessor—MaterialProps—MaterialModels—DefineMaterialModelsBehavior)材料模型：Thermal(热)Density(密度)2、3网格划分采用自由网格划分,自由网格对于单元形状无限制,映射网格对包含的单元形状有限制，而且必须满足特定的规则。网格划分的精度决定有限元计算的好坏,网格越细，精度越高，滑动码设置为7.(MainMenu
7、—Preprocessor1—Mesh—Volumes—Free—PickeAll)2011.122、4定义分析类型分析类型：瞬态分析,齿轮转动过程中加载也是渐进的过程。瞬态分析定义材料的热性能时要定义导热系数，密度及比热。它是确定随时间变化的载荷作用下的结构响应。输入作为时间函数的载荷,输出随时间变化的导出量。(MainMenu>Solution>AnalysisType>NewAnalysis>Transient)2、5施加约束面上加载位移约束，中心孔面的所有位移约束为0，在结构分析中约束被指为位移和对称边界条件。中心孔面上施加位移约束，
8、限制三个方向的移动约束。在workplane中定义柱面坐标系,约束轴向和径向的自由度。1(MainMenu_Solution_DefinLoads_Apply_St
