• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看

      ?

      基于ANSYS的多齒輪動態(tài)接觸分析

      2013-04-29 15:55:02高飛
      科協(xié)論壇·下半月 2013年6期
      關鍵詞:應力齒輪有限元

      高飛

      摘 要:基于ANSYS建模,分析多齒輪在動態(tài)接觸過程中齒面各處應力的分布與變化,對于合理設計齒輪副提高齒輪壽命具有重要意義,并且避免設計過程中復雜的人工計算,以此為依據(jù)進行齒輪設計可以大大加快設計過程提高可靠性。

      關鍵詞:ANSYS 有限元 應力 齒輪 動態(tài)接觸

      中圖分類號:TH132.41 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)006-051-02

      1 引言

      隨著齒輪傳動向重載、高速、低噪、高可靠性方向發(fā)展,現(xiàn)代齒輪設計對齒輪傳動系統(tǒng)的靜、動態(tài)特性提出了更高的要求?;贏NSYS對齒輪副建模,然后劃分為有限個單元體并設置邊界條件,將復雜力學問題的計算求解過程交由計算機完成可以大大節(jié)省人力,并且計算迅速,結(jié)果可靠。本文以一對齒輪副的動態(tài)嚙合過程為例,利用ANSYS對其進行建模、加載、求解從而分析其在嚙合過程中的應力變化,為以后的齒輪設計提供力學上的理論依據(jù)。

      2 有限元模型的建立與網(wǎng)格劃分

      2.1 模型參數(shù)

      兩個齒輪的基本參數(shù)如下:

      大齒輪:齒數(shù)45,模數(shù)2mm,壓力角20埃荻ジ呦凳?.0,頂隙系,0.5

      小齒輪:齒數(shù)36,模數(shù)2mm,壓力角20埃荻ジ呦凳?.0,頂隙系,0.5

      材料參數(shù):45#,泊松比0.3,彈性模量206GPa,密度7850

      2.2 單元選擇及邊界條件

      分析單元采用SOLID185單元,具有超彈性、應力鋼化、蠕變、大變形和大應變能力。通過接觸向?qū)ЫX輪之間的接觸對和齒輪的剛性約束,則接觸單元和目標單元將自動分配。

      小齒輪為主動輪,約束齒輪內(nèi)緣的徑向位移和軸向位移;大齒輪為被動輪,約束徑向位移和軸向位移。小齒輪勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為0.2rad/s,大齒輪承受1200N·m的阻力矩,計算時間為1秒(小齒輪轉(zhuǎn)過約11.5埃邢拊P偷慕⑷繽?所示。

      圖1 齒輪嚙合三維有限元模型

      3 仿真求解

      3.1 加載與求解

      由于是接觸非線性瞬態(tài)分析,運算量很大,這里不進行整周旋轉(zhuǎn)的模擬,只進行一對齒嚙合過程的模擬,其余的輪齒與此相同。

      通過拾取接觸面上的結(jié)點創(chuàng)建結(jié)點組,進而創(chuàng)建接觸單元,接觸面摩擦系數(shù)設為0.28。兩齒輪中心軸孔內(nèi)緣除繞軸線旋轉(zhuǎn)的自由度外,其余自由度均被約束。通過定義函數(shù)將齒輪副的扭轉(zhuǎn)力矩和齒輪的轉(zhuǎn)動過程讀入。然后進行求解。

      3.2 應力分布

      求解結(jié)束后,通過通用后處理顯示的嚙合齒對處結(jié)點的應力分布狀況如圖2所示。

      由圖2可以看出最大應力為15.8GPa,位于嚙合點處,最小應力為54.4KPa。說明齒輪副嚙合過程中齒面最容易發(fā)生破壞導致齒輪失效。因此,實際應用時齒輪表面多用淬火的方式提高其硬度,減少齒面點蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

      3.3 動態(tài)過程中的應力變化

      齒輪的一對齒在動態(tài)嚙合過程中,由開始嚙合到完全嚙合時應力的變化過程如圖3、圖4所示。可以發(fā)現(xiàn),齒輪在一對齒完全嚙合時(此時只有一對齒在嚙合)接觸點應力達到最大,且最大應力點在節(jié)圓處。

      3.4 節(jié)圓處應力變化曲線

      圖5為節(jié)圓附近某一點的應力隨時間變化圖。橫坐標為時間,縱坐標為應力值。在嚙合的末期,節(jié)圓附近的點處于嚙合狀態(tài),此時齒輪只有一對齒嚙合,應力達到最大,與下圖曲線吻合。圖示嚙合點最大應力值約為14 GPa。比較接近最大應力值15.8 GPa。再次證明齒輪副嚙合過程中節(jié)圓附近的接觸應力值為最大。

      4 結(jié)語

      綜上所述,從ANSYS的計算結(jié)果可以得出,齒輪副在嚙合過程中,主動齒的應力由齒頂向齒根方向擴散,在節(jié)圓處達到最大值。因此,在節(jié)圓處最先出現(xiàn)疲勞點蝕的現(xiàn)象,這與實際經(jīng)驗非常吻合?;贏NSYS的建模分析省去了大量的人工計算過程,極大地加快了計算過程。而且這一方法的通用性很好,一次建模,類似問題便可通過修改參數(shù)直接計算,便于工程化應用。

      參考文獻:

      [1] 彼得·艾伯哈特.現(xiàn)代接觸動力學[M].南京:東南大學出版社,2003.

      [2] 鐘麗萍.基于Pro_E和ANSYS漸開線齒輪接觸應力分析[J].機械設計與制造,2010(12).

      [3] Lestari W.Damage of Composite Structure:Detection Technique,Dynamic Response and Residual Strength:[Ph D Dissertation].Atlanta: Georgia Institute of Technology,2001.

      [4] 余兵浩.基于UG和ANSYSWorkbench的漸開線齒輪接觸分析[J].中國新技術新產(chǎn)品,2011(19).

      [5] 雷鐳.基于ANSYS有限元軟件的直齒輪接觸應力分析[J].機械傳動,2006(02).

      猜你喜歡
      應力齒輪有限元
      東升齒輪
      你找到齒輪了嗎?
      異性齒輪大賞
      齒輪傳動
      護坡植物根系分布及抗拉力學特性
      超靜定鋼架結(jié)構的危險截面及應力分布規(guī)律測試
      青春歲月(2016年22期)2016-12-23 15:59:28
      倒運平車應力分析及適應性改造
      寧東礦區(qū)新第三系紅層軟巖物理力學特性研究
      科技視界(2016年21期)2016-10-17 20:33:03
      磨削淬硬殘余應力的有限元分析
      基于SolidWorks的吸嘴支撐臂有限元分析
      海晏县| 龙山县| 醴陵市| 万宁市| 高要市| 梅州市| 吉首市| 万宁市| 新蔡县| 和硕县| 资中县| 锦州市| 北票市| 西畴县| 通山县| 阳曲县| 孝感市| 大名县| 疏勒县| 太仓市| 乐业县| 基隆市| 逊克县| 郧西县| 乡城县| 阿克| 河北省| 海伦市| 中江县| 永川市| 饶平县| 肇庆市| 河北区| 台南县| 江华| 道真| 清河县| 开鲁县| 和田市| 武鸣县| 射阳县|