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基于ANSYS的直齿轮应力有限元分析


学 术 研 讨  红 科 技 2 1年第5 0  2   从 图6、图7 中可 以看 出 ,最大接触应 力的区域 出现在齿 面接触 位  5 小 结  置 ,这 与 理 论 情 况 是 相 符 的 ,从 应 力 云 图 上 可 以 看 到 近 似 为  3 4.6 M Pa   2 3 9 。 () 1 本文 对直齿轮 的理论建模 分析 、计算仿 真结 果与实验结 果

  是一致的 ,从而也证明了所用理论方法和所建模型的正确性 。   ( 齿轮 变形和应 力的仿真分析 是齿轮结构 设计的必然趋 势 。 2)   仿真分析进入三维领域后 ,计算模 型将 更真实 、更精 确 、更全面 ,通  过个人 图形工作站 , 既能快速计算 又能 更加直观 、仔细 、迅速 、精确  地观察 到计算结果 。误差可控制 在 1 %内 ,是实验法无法相 比也无法  做到 的 ,为齿轮C E A 分析奠定 了基础 。   ( ) 3 利用有 限元和相关有 限元分析软件能 有效的对直 齿轮进行  模拟仿 真。从而可 以减少实验费用 ,将为齿轮的动态设计 、优化设计  和可靠性 设计打 下新 的基础 。这样不仅 能优化 齿轮结 构 、齿 形和齿  廓 ,还能优 化齿轮材 料和工艺 ,能实现 齿轮结构 、材料和 工艺的创  新设计。   为使齿轮 能在预定的使用寿命内正常工作 ,应保证齿面具有一定  的抗 点蚀能 力 ,即接触疲劳强度。计算齿轮接触应力是齿轮接触疲劳  强度计算的主要内容。点蚀一般发生在齿根靠近节线附近 ,接近单齿  啮台下界点处 ,该处 的接触应力最大 ,18 年赫兹 ( R H . ) 81 H   e z导出了  两弹性圆柱体接触表面最大接触应力的计算公式 ,由于赫兹是 第一个  解决了法向压 力下圆柱体接触应力 的计算 问题 ,所 以有 时常把接触应  力称为赫兹应力 ,用  表示 。赫兹公式的表达式 为 :   1   F   H 一   氏  厄   El   E  2   式 中 :F 法 向 压 力 , N;L 接 触 线 长度 , m ; 。 一 - m  、   一 圆柱 体 材 料 的  两 泊松 比; , E 一 E、 : 两圆柱体材料的弹性模量 ,MP ; z 当量曲率半径 ,mm。 aP一   参 考 文 献  【 雷镭 ,武 宝林 ,谢 新 兵 . 于A Y 有 限元 软 件 的 直齿 轮接 触应  1 】 基 NS S 力分析 Ⅱ. 传 动 ,20 ,6 1 机械 05   『 2 1刘道 玉 ,迟 毅林 ,徐 兆 红 ,等. 渐 开线 直齿 圆柱 齿轮 有 限元 仿真  分析 Ⅲ. 陕西 工学 院学报 ,20 ,2  04 0 I1李润 方 ,汤 庆 平  运 转 过 程 中轮 齿 耦 合 热 弹 性接 触 有  元 分 析  3 艮 U l齿轮 ,1 8 ,1 ( :5 8 1 9 9 31 ) -  齿轮的齿面的接触应力可以等效为两弹性圆柱体接触表面的接触  应力 ,因此 ,为了验证所得结果 ,可 以直接利用赫兹公式对齿轮的接  触应 力进行 验算 ,其中 P   z ,   , K  ,且 、 ,   , ^l   分别为啮合处半  径 ,根 据赫兹公 式求得最 大接触应 力为3 0 76 a 6 . 5   ,与A S S MP N Y 软  件 计算 的数 据 比较 接近 ,说 明 利用 A S S N Y 计算 的 接触 应 力是 可信  的 。从而也验证了有限元模型的合理性

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