基于ANSYS的齿轮静力学分析及模态分析毕业设计论文

本科生毕业论文（设计）

题 目：基于ANSYS的齿轮模态分析

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目 录

第一章 绪论 .......................................................................- 1 -

1.1课题的研究背景和意义 ..........................................................- 1 - 1.2 齿轮弯曲应力研究现状 .........................................................- 1 - 1.3 齿面接触应力研究现状 .........................................................- 2 - 1.4 齿轮固有特性研究现状 .........................................................- 2 - 1.5 论文主要研究内容..............................................................- 3 -

第二章 齿轮三维实体建模 .........................................................- 3 -

2.1 三维建模软件的选择 ...........................................................- 3 - 2.2 齿轮参数化建模的基本过程 .....................................................- 4 - 2.3 利用pro/e对齿轮进行装配 .....................................................- 5 -

第三章 齿轮弯曲应力有限元分析 ..................................................- 6 -

3.1齿轮弯曲强度理论及其计算 ......................................................- 6 -

3.1.1 齿轮弯曲强度理论 .........................................................- 6 - 3.1.2 齿形系数的计算方法 .......................................................- 7 - 3.2 齿轮弯曲应力的有限元分析 .....................................................- 8 - 3.2.1选择材料及网格单元划分 ....................................................- 8 - 3.2.2约束条件和施加载荷 ........................................................- 8 - 3.2.3计算求解及后处理 ..........................................................- 9 - 3.3 齿轮弯曲应力的结果对比 ......................................................- 12 -

第四章 齿轮接触应力有限元分析 .................................................- 13 -

4.1经典接触力学方法 .............................................................- 13 - 4.2 接触分析有限元法思想 ........................................................- 14 - 4.3 ANSYS有限元软件的接触分析 ...................................................- 16 - 4.3.1 ANSYS的接触类型与接触方式 ..............................................- 16 - 4.3.2 ANSYS的接触算法 .........................................................- 16 - 4.4 齿轮有限元接触分析 ..........................................................- 17 - 4.4.1将Pro/E 模型导入ANSYS 软件中 ...........................................- 17 - 4.4.2 定义单元属性和网格划分 ..................................................- 17 - 4.4.3 定义接触对 ...............................................................- 18 - 4.4.4 约束条件和施加载荷 ......................................................- 18 - 4.4.5 定义求解和载荷步选项 ....................................................- 19 - 4.4.6 计算求解及后处理 ........................................................- 19 - 4.5有限元分析结果与赫兹公式计算结果比较 ........................................- 21 -

第五章 齿轮模态的有限元分析 ...................................................- 22 -

5.1 模态分析的必要性.............................................................- 22 - 5.2 齿轮的固有振动分析 ..........................................................- 22 - 5.3 模态分析理论基础.............................................................- 22 - 5.4 模态分析简介 .................................................................- 24 - 5.4.1模态提取方法 .............................................................- 24 - 5.4.2模态分析的步骤 ...........................................................- 25 -

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5.5 齿轮的模态分析 ...............................................................- 25 - 5.5.1 将Pro/E 模型导入ANSYS 软件中 ...........................................- 25 - 5.5.2 定义单元属性和网格划分 ..................................................- 25 - 5.5.3 加载及求解 ...............................................................- 26 - 5.5.4扩展模态和模态扩展求解 ...................................................- 26 - 5.5.5 查看结果和后处理 ........................................................- 27 - 5.6 ANSYS模态结果分析 ...........................................................- 28 -

第六章 全文总结与展望 ..........................................................- 31 -

6.1 全文总结 .....................................................................- 31 - 6.2 本文分析方法的优点 ..........................................................- 31 - 6.3 本文缺陷及今后改进的方向 ....................................................- 32 -

参考文献 ..........................................................................- 33 - 附录1 外文翻译 ..................................................................- 34 - 附录2 GUI操作步骤 ..............................................................- 41 - 致 谢 .............................................................................- 45 -

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