基于ansys的圆柱直齿轮接触应力分析 - 图文

丽水学院2012 届学生毕业设计

再利用下式进行后退代入

?U???K???K??K??U?

AN?1AA?1N?1AA?1N?1ABN?1BN?1?U?,这样反复迭代直到Unit1便可以求得各节点的位移和节点力。由此便可以进

可求得

AN?1行轮齿的应力应变,刚度变形的计算分析,以上就是其理论推导。

6.7 计算结果分析

6.7.1 查看von Mises等效应力

（1）从主菜单中选择Genral Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal solu命令，选择“Stress”选项，在其下面自选项中选择“von Mises SEQ”如下图

（2）在“Undisplaced shape key”下拉列表框中选择“Deformed shape only(仅显示变形后模型)，单击【OK】。

“von Mises”等效应力局部放大图

41

丽水学院2012 届学生毕业设计

Von mises”等效应力图

由等效分析图示可知，该对齿轮在此载荷下接触应力：SMN=11422 SMX=0.826E+10 6.7.2 查看接触应力

（1）从主菜单中选择Genral Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal solu命令，选择“Contact”选项，在其下面自选项中选择“contact pressure”如下图

（2）在“Undisplaced shape key”下拉列表框中选择“Deformed shape only(仅显示变形后模型)，单击【OK】。

42

丽水学院2012 届学生毕业设计

对于一对齿轮,按赫兹公式计算齿面接触应

?H?11?u21?u2（?）E1E22ze2cosa tana2KT1u?1 ?2ubd1只要在齿轮的装配中使两齿轮处于不同的啮合位置(如从啮入到退出)就可进行进行不同啮合状态下齿轮的有限元分析,真正达到了各瞬态分析的自动化。 6.7.3 接触应力集中点分析

Contact pressure

结果： 接触应力集中点，DMX=.566709 ; SMX=.791E+10

43

丽水学院2012 届学生毕业设计

第七章 总 结

接触问题是一种高度非线性行为，需要较大的计算资源，为了进行有效的计算，理解问题的特性和建立合理的模型很重要。接触问题存在两个较大的难点：

其一，在求解问题之前，不知道接触区域表面之间是接触、分开的还是突然变化的，这髓载荷、材料、边界条件等因素而定；其二，接触问题需要计算摩擦，各种摩擦模型都是非线性的，这使问题的收敛变得困难。

在本设计中，我们利用Ansys将一个表示结构或连续体的求解域离散为若干个子单元，并通过它们边界节点相互联结为一个组合体。每个单元内所假设的近似函数来分片表示全求解域内待求解的未知场变量，而每个单元内的近似函数由未知场函数（或其导数）在单元各个节点上的数值和与其对应的插值函数来表示。求解原待求场函数的无穷多自由度问题转换为求解场函数节点值得有限自由度问题。

通过本设计，我们更形象的了解，圆柱齿轮接触时，接触应力的分布情况及其在附加一定位移载荷的条件下，接触应力的大小范围，进而有利于我们对齿轮结构的优化，是齿轮的寿命更久，传动性能更好。

通过这次毕业设计，学到了一些关于有限元的基础知识，掌握了ANSYS的基本操作,如：几何建模、网格划分、边界条件和载荷的施加等，以及如何运用ANSYS进行结构静力学分析；巩固了所学的基础知识，对齿轮的接触状态也有近一步的了解。

44