ANSYS正齒輪組 - 應力評估

ANSYS正齒輪組 - 應力評估的圖1

正齒輪的齒與安裝齒輪的軸的軸線平行,在平行軸之間傳輸動力。為了保持恒定的角速度比,兩個嚙合的齒輪必須滿足齒輪傳動的基本定律:齒的形狀必須使得兩個齒接觸點的共同法線必須始終通過中心線上的固定點。接觸點稱為節點。

目的是評估扭矩傳遞過程中的最大應力。根據工程判斷,最大應力發生在接觸點或由于
齒彎曲而導致的齒根處。

由于深度方向上沒有變形的限制,即齒輪可以在深度方向上自由膨脹(或收縮),因此它被建模為平面應力問題。

步驟 1:概述

  1. ANSYS正齒輪組 - 應力評估的圖2
  2. ANSYS正齒輪組 - 應力評估的圖3
  • 正齒輪的齒與安裝齒輪的軸的軸線平行,在平行軸之間傳輸動力。為了保持恒定的角速度比,兩個嚙合的齒輪必須滿足齒輪傳動的基本定律:齒的形狀必須使得兩個齒接觸點的共同法線必須始終通過中心線上的固定點。接觸點稱為節點。
  • 目的是評估扭矩傳遞過程中的最大應力。根據工程判斷,最大應力發生在接觸點或由于齒彎曲而導致的齒根處。
  • 由于深度方向上沒有變形的限制,即齒輪可以在深度方向上自由膨脹(或收縮),因此它被建模為平面應力問題。

第 2 步:工程數據(材料模型)

  • 本教程選定的材料是“結構鋼”,它是 ANSYS Workbench 中的默認材料。

步驟 3:幾何(設計建模器)

  • 在 DesignModeler 上創建的正齒輪組如下所示:
  1. ANSYS正齒輪組 - 應力評估的圖4

步驟 4:網格劃分操作

  • 首先,實現了具有默認元素大小的默認網格操作:
  1. ANSYS正齒輪組 - 應力評估的圖5
  • 接觸面采用的“邊緣尺寸”元素尺寸為 0.254 毫米:
  1. ANSYS正齒輪組 - 應力評估的圖6
  2. ANSYS正齒輪組 - 應力評估的圖7
  3. ANSYS正齒輪組 - 應力評估的圖8

步驟5:接觸(摩擦接觸)

  • 摩擦系數為 0.2 的“摩擦接觸”已用于“正齒輪組”相互作用,如下所示:
  1. ANSYS正齒輪組 - 應力評估的圖9
  2. ANSYS正齒輪組 - 應力評估的圖10

步驟 6:邊界條件

  • 邊界條件已實現如下圖所示:
  1. ANSYS正齒輪組 - 應力評估的圖11
  2. ANSYS正齒輪組 - 應力評估的圖12
  3. ANSYS正齒輪組 - 應力評估的圖13
  4. ANSYS正齒輪組 - 應力評估的圖14

步驟7:結果

  • 等效 von-Mises 應力(正齒輪組):
  1. ANSYS正齒輪組 - 應力評估的圖15
  2. ANSYS正齒輪組 - 應力評估的圖16
  • 等效 von-Mises 應力(主軸):
  1. ANSYS正齒輪組 - 應力評估的圖17
  • 等效 von-Mises 應力(軸向):
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