基于visualc++与ansys的渐开线齿轮参数化建模

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1、基于VisualC++与ANSYS的渐开线齿轮参数化建模杨旭仲平2（1.重庆大学机械工程学院，重庆400044；2.东方汽轮机有限公司，网川徳阳618322）摘要：利川VisualC++6.0及ANSYS的二次开发工具APDL语言，开发了界而友好的髙效率渐开线齿轮参数化建模系统。借助VC++前台开发友好、方便易川的人机交互系统，对复杂、难于理解和牮握的ANSYS命令流进行后台封装，能够大大减少渐开线齿轮有限元分析过程屮的逑模工作量。关键词：ANSYS；VC++;参数化；渐开线；Uf轮中图分类号：TH132.413ParametricModelingofAsy

2、mptoticGearBasedonVisualC++andANSYS1.2YANGXu，ZHONGPing(1.CollegeofMechanicalEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400044;2.DongFangTurbineCO.,LTD,SichuanDeyang618322)Abstract:Inthispaper,afriendlyandefficiencysystemofparametricmodelingofasymptoticgearisdevelopmentedbasedonVisualC

3、++6.0andtheAPDLofANSYS.TheVC++isfront-friendly，easy-to-usewhiletheANSYSiscomplex,difficulttounderstandandmaster.Itcangreatlyreducetheworkformodelsofasymptoticgearwithboththebenifitsofthetwosoftwares.Keywords:ANSYS;VC++;parametric;asymptotic;gear0引言ANSYS有限元分析软件是美国CAE供应商ANSYS公司的产品，是集结

4、构、热、流体和也磁叫大物理场独立或耦合作用的CAE分析丁.具Hl。以ANSYS为代表的CAE软件不断吸收计兑机技术的最新技术，将有限元分析、计算图形学和优化技术结合起来，□成为解决工程问题的有效工再。APDL足ANSYS的一种专川解释性语言，由类似丁FORTRAN77的程序设计语言和1000多条ANSYS命令组成

5、21。APDL允许复杂的数据输入，能实现有限元模型的参数化建模、加载、求解和后处理。其核心是参数和宏，并具冇简单的流程控制功能，如分支、循环等。但APDL可视化程度差，开发过程不直观，故并不为研究人员广泛接受。VisualC++是微软公司开发的具冇良

6、好图形用户界面的集成开发工具，在众多的面向对象的nrt见化程序设计语言中，受到广大用户的青睐。木文将结合工程常见的渐开线直齿轮的35参数化建模，介绍VisualC++调用ANSYS的方法。以期实现二者的优势互补，并为渐开线直说轮的有限元参数化建模提供一种通用有效的方法。1渐开线齿轮建模如阁1所示，当-•条直线CK沿一岡周作纯滚动吋，直线上任意点K的轨迹AB,就是该阀的渐开线。该㈣为渐开线的基㈣，S线KC为渐开线的发生线，角ex为K点的压力角，作者简介：杨旭（19S6-），男，计算机辅助设计•E-mail:cqu_yangxu@l63.com40角e为压力角a的

7、渐开线函数。渐开线的极嫩标方程式为：R=R/cosakb(1)tana-a式中：Rk——K点到圆心的距离；Rb——基岡半径。ANSYS中没冇利用曲线方程构造图形的方法，故渐开线W•廓只能用多段连续的直线段45进行拟合。齿廓渐开线分得段数越多，拟合得就越遍真。限F计算机配置以及考虑到运算速度，本文屮将把一个齿廓渐开线分成20段。即在齿根圆的点与齿顶圆的点之间均匀插入19个点。阁1渐开线形成原理阁50Fig.1Schematicofasymptote1.1几何特征参数化将待建模型的儿何特征参数化是参数化建模的关键。渐开线且说轮结构的主要特征是齿数、模数、压力角、顶

8、髙系数、顶隙系数、齿轮厚度。本文酋先将这六个变景参数化。在ANSYS屮通过以下语句來实现：55*set,Par,Val其中，Par足B定义的参数名，Val足赋给该参数的值P］。如欲将齿数赋值为20,对应的命令为：*set,CS,20!定义災轮災数为25有了这个参数，当需要改变汍轮说数吋就无需使用GUI方式进行手动修改，只要将上60述语化屮的位改为期望位，重新建模即可。其余五个变量的处理方法与此类似。1.2渐近线的离散ANSYS并未提供连续曲线的直接建模方法，故需将渐进线离散化，得到有限个关键点，然后自底h'd上构造渐进线的校型。此处可利川APDL语言中的循环语

9、旬生成其余的关键点。循环语句如下所示: