基于APDL的行星齿轮参数化建模与有限元分析.pdf

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1、·机械制造与研究·范家宏，等·基于APDL的行星齿轮参数化建模与有限元分析基于APDL的行星齿轮参数化建模与有限元分析范家宏，李成林，于泽(兰州交通大学机电工程学院，甘肃兰州730070)摘要：以APDL对星轮的参数化设计与有限元分析为例，先对行星齿轮力学模型进行建模，并对参数化设计计算进行研究。研究工作包括：渐开线采用小段直线的拟合；关键点采用渐开线公式的极坐标形式计算；外齿轮齿廓渐开线要考虑两种情况的生成I夕齿轮上以作用力的方式代替转距以保证在节点处啮合外齿轮所要旋转的角度；用ANSYS软件仿真了几组不同的情况，并将仿真结果与理论

2、计算结果进行比较，结果表明所用理论方法和所建模型的正确性。关键词：APDL；有限元分析；内齿轮；外齿轮中图分类号：TH132：O241．82文献标志码：B文章编号：1671-5276(2010)01-0025-03ParametricModelingandFiniteElementAnalysisofPlanetGearBasedonAPDLFANJia—hong．LICheng—lin．YUZe(SchoolofMechatronicEngineering，LanzhouJiaotongUniversity，Lanzhou73007

3、0，China)Abstract：Inthispaper，APDLparametersofdesignandFiniteElementAnalysisofstargeararetakenforexampletoresearchonthedesign，calculationandconstructionoftheMechanicalmode1．Themainresearchasfolow：graduallyopenline，inwhichasmallsegmentadoptedtodrawstraightlinetomatching；t

4、hekeypoints，atwhichgraduallyopenpolarcoordinatecalculationisadopted；therearetwokindsofsituationshouldbeconsideredintheoutsidewheelgear；inordertokeepenoughplaceforrevolvingangle，re-placethetorquewithforceinoutsidewheelgear；ANSYSsoftwareisusedtosimulateseveralsetsofcircum

5、stances，andthesimula‘tionresultsarecomparedwiththeoreticalresults，Theresultsshowthatthemodelwhichisconst~ctedwiththetheoreticalmethodiscorrect．Keywords：APDL；finiteelementanalysis；innergear；outsidegear写、宏以及用户程序等。标准的ANSYS程序运行是由0引言1000多条命令驱动的，这些命令可以写进程序设计语言编写的程序，命令的参数可以赋确定

6、值，也可以通过表达行星齿轮传动结构紧凑，体积小，传动效率高，功率式的结果或参数的方式进行赋值。从ANSYS命令的功大，是一种广泛应用的齿轮传动形式。APDL的全称是能上讲，它们分别对应ANSYS分析过程中的定义几何模ANSYSParametricDesignLanguage，是一种参数化设计语型、划分单元网格、材料定义、添加载荷和边界条件、控制言。可用来完成一些通用性强的任务，也可以用于建立和执行求解和后处理计算结果等指令。模型，不仅是优化设计和自适应网格划分等ANSYS经典特性的实现基础，也为日常分析提供了便利。有限元分1齿轮副的设

7、计析的标准过程包括：定义模型及其载荷、求解和解释结果，假如求解结果表明有必要修改设计，那么就必须改变如图1所示，当一条直线CK沿一圆周作纯滚动时直模型的几何结构或载荷并重复上述步骤。特别是当模型线上任意点K的轨迹AB，就是该圆的渐开线。该圆为渐较复杂或修改较多时，这个过程可能很昂贵和浪费时间。开线的基圆，直线KC为渐开线的发生线，角为渐开线APDL用建立智能分析的手段为用户自动完成上述循环上K点的展角，角0为点的压力角。渐开线的极坐标方的功能，也就是说，程序的输入可设定为根据指定的函程式为：数、变量及选出的分析标准作决定。它允许复杂的

8、数据㈩输入，使用户对任何设计或分析属性有控制权，例如，几何尺寸、材料、边界条件和网格密度等，扩展了传统有限式中：R——K点到圆心的距离；元分析范围以外的能力，并扩充了更高级运算包括灵敏——基圆半径。度研究、零件参数化建模