齒輪嚙合
關注創建者：仿真助手 創建時間：2020-02-28
齒輪嚙合的視頻教程
03基于MATLAB的齒輪嚙合仿真，可根據需要調節齒輪參數，實現齒輪嚙合轉動動態過程。
基于MATLAB的齒輪嚙合仿真，可根據需要調節齒輪參數，實現齒輪嚙合轉動動態過程。程序已調通，可直接運行。 購買后可下載視頻中的源程序文件。
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基于Abaqus的齒輪嚙合動態仿真教程
課程介紹： 大概5個章節，共10節課，配合齒輪參數，建立精確模型并進行齒輪嚙合分析。通過課程學習和練習。可讓購買者熟練掌握齒輪嚙合仿真分析方法和實踐。并且深入了解齒輪嚙合的理論及結果處理。附件包含幾何模型、kisssoft文件、abaqus文件和后處理表格模板。購買后進行下載。
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齒輪嚙合的實例教程
在對傳動系統進行噪聲、振動和粗糙度（NVH）分析時，齒輪嚙合的彈性對結果起著至關重要的作用。COMSOL Multiphysics? 軟件中的新特征和功能能夠準確地評估齒輪嚙合剛度，從而可以幫助我們創建一個精確的齒輪模型。今天，我們將解釋為什么要考慮齒輪嚙合彈性，以及如何計算齒輪嚙合剛度并將其納入多體動力學模型中的重要性。
齒輪嚙合剛度的重要性
在齒輪發明之前，輪子在摩擦力的作用下將一個軸的旋轉傳遞到另一個軸上。使用這種摩擦輪的主要缺點是超過一定的扭矩值時會發送滑脫，這是因為可以傳遞的最大扭矩會受到摩擦扭矩的限制。為了克服這一限制，人們開始使用齒輪，如今更普遍是被稱為鈍齒輪或齒輪。
使用多體動力學模塊中的零件庫創建的齒輪對。
齒輪的主要目的是避免滑移。這就是為什么一個齒輪的齒要插入配對齒輪的齒之間的原因，這個過程稱為齒輪嚙合。與齒輪的核心區域相比，齒輪的嚙合區域更加靈活。因此，當試圖準確捕捉系統中的動力學和振動時，考慮齒輪嚙合的剛度很重要。
齒輪嚙合剛度取決于幾個不同的參數，最重要的是，它會隨齒輪的旋轉而變化。這使得問題變成非線性問題，并且連續變化的齒輪嚙合剛度會引起系統的振動。這種存在于傳動系統中不同部分的振動會產生噪聲輻射。因此，評估齒輪嚙合剛度并將其納入齒輪模型中至關重要。
使用靜態接觸分析評估齒輪嚙合剛度
為了檢查齒輪嚙合剛度，我們首先假設齒輪是彈性體，并建立它們之間的接觸模型。然后進行靜態參數分析，以確定嚙合循環中不同位置的齒輪嚙合剛度。嚙合周期的定義是齒輪旋轉的圈數，之后下一個齒占據第一個齒的位置。
為了理解這個過程，我們以其中兩個均由鋼制成的齒輪為例來說明，這些齒輪具有以下特性：
在該示例中，兩個齒輪在其各自的中心處鉸接。
展開 1 齒輪嚙合分析簡介
1.1 齒輪嚙合原理
1.2 齒輪嚙合的類型
1.3 齒輪嚙合的應用
2 Recurdyn多體動力學剛柔耦合分析基礎流程
2.1 多體動力學分析流程
2.2 多體動力學分析中的柔性體技術
2.3 多體動力學剛柔耦合分析
3 Recurdyn中齒輪嚙合分析
3.1 Recurdyn齒輪嚙合分析中模型的建立
3.2 Recurdyn齒輪嚙合分析中齒輪之間的接觸設置
3.3 Recurdyn齒輪嚙合分析中剛形體和柔性體的轉換
3.4 Recurdyn齒輪嚙合分析結果查看
本期資料如何獲取？
展開 ＡＮＳＹＳ／ＬＳ—ＤＹＮＡ求解齒輪嚙合沖擊問題進行了研究，給出了齒輪嚙合沖擊碰撞數學模型及數值解求解步驟與方法，進行了實例計算，基于ＡＮＳＹＳ／ＬＳ—ＤＹＮＡ對齒輪嚙人沖擊過程進行了數值仿真，得出了沖擊速度與沖擊力、齒寬與沖擊力的數量關系，得到了較精確的沖擊時問。研究表明ＡＮＳＹＳＣＬＳ—ＤＹＮＡ是研究齒輪嚙合沖擊問題的十分有用的工具，為齒輪嚙合沖擊的研究提供了一種新方法與途徑
基于ANSYSLSDYNA的齒輪傳動線外嚙合沖擊研究.pdf
序言
變速箱中最主要的振動源是齒輪嚙合，當輪齒嚙合時，由于受到沖擊，齒輪會產生很大的加速度，從而引起周圍介質的擾動。但是齒輪嚙合是變速箱工作不可避免的，所以仿真工具需要有準確的方法來預測作為振動源的齒輪嚙合過程。一個基本要求是，對于給定的載荷條件，所使用的方法必須捕獲嚙合循環期間的剛度變化。然而，由于負載條件在運行條件下發生變化，必須考慮變化的負載及其對齒輪箱結構柔性和軸承的影響。此外，齒輪微觀幾何、輪齒耦合效應和齒輪毛坯設計等方面也起著至關重要的作用。
2. 噪聲是從哪里來的
電動汽車真的很安靜嗎？分貝，就像所有的衡量標準一樣，是相對的。相對于內燃機（ICE），電動汽車是安靜的。然而，音量并不是使噪聲不受歡迎的唯一標準。對音調噪音的普遍看法是，比如齒輪嘯叫聲，它們非常煩人。ICE通常會淹沒這些聲音，但在電動汽車中可以聽到齒輪的嘯叫聲。齒輪嘯叫聲的來源主要來自齒輪系嚙合周期中剛度的變化。
動態仿真評估了剛度差異產生的振動，并找到了具有最佳聲學性能的解決方案。振動源和傳遞路徑的詳細模擬模型對于準確表示傳輸的聲學特性非常重要。為了優化齒輪嘯叫的性能，許多行業引領者都專注于改變齒輪毛坯的設計。
展開 圖 1.內嚙合齒輪模型
嚙合間隙的處理方法
如圖2，由于齒輪之間的嚙合間隙極小，會給流體域網格劃分帶來很大的困難，而且一般需要采用動網格技術模擬齒輪的旋轉運動，太小的間隙也會使嚙合區域網格重構時產生嚴重的扭曲，造成計算不收斂，所以通常都會對嚙合位置進行適當的處理。
圖2. 齒輪嚙合間隙示意
目前常用的處理方法主要是分離法，即通過增加兩個齒輪之間的安裝中心距來加大齒輪嚙合區域的間隙，這種方法保留了輪齒的真實形狀，但是可能會造成齒輪與其他結構干涉等問題。另一種方法是齒面移動法，即將兩側齒面分別繞著旋轉軸向內旋轉，保證嚙合區最小間隙在0.05mm左右。
圖3.齒面移動示意圖
圖4.移動后的嚙合狀態
網格劃分方法
網格劃分對流場求解很重要，ANSYS提供了多種網格劃分工具，讓我們能夠根據模型特點、求解需求選擇最適合的工具和方法。
圖5. 網格工具和類型的選擇
ANSYS Fluent有兩種處理齒輪運動的方式：重疊網格和動網格，對網格的要求有所不同。
1）重疊網格
重疊網格的優勢在于可以使復雜幾何的網格劃分簡化；對于包含運動域的問題，可以不使用網格光順和網格重構方法，避免了可能會出現的負體積問題。
重疊網格由背景網格和部件網格組成，各網格獨立存在，在空間上相互重疊，需要通過設置重疊交界面，進行挖洞、匹配插值點等操作建立各網格之間的連接關系。
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齒輪嚙合的最新內容
在傳動系統分析方面，V7.0新增完整的斜齒輪計算與嚙合約束能力，覆蓋直齒輪、錐齒輪與斜齒輪等典型場景，為發動機、變速箱等關鍵部件的公差分析提供更精準的技術支撐。
（基于虛擬特征的數字樣機驗證）
04、協同集成：打通設計-分析的關鍵鏈路
圍繞MBD對數據一致性與語義完整性的核心要求，3DCC V7.0在協同與集成能力上實現重要突破。
</p><p><strong>3.齒輪嚙合接觸壓力及齒輪應力：</strong>分析接觸區域的壓力分布和齒輪各部位的應力集中，為結構優化提供依據。
齒輪高速嚙合傳動時，摩擦會產生大量熱量，若熱量無法及時散發，將導致齒輪溫度升高、油品變質，甚至引發齒輪變形、密封件老化等問題。齒輪油在循環流動過程中，能快速吸收齒面摩擦產生的熱量，并通過油箱、冷卻系統將熱量導出，維持齒輪傳動系統在適宜的工作溫度范圍內運行，保障設備穩定性，防止因過熱導致的性能衰減或故障。 密封防護能力同樣不可或缺。
為確保齒輪嚙合穩定性、接觸應力分布與壽命，需要對嚙合間隙進行重新評估和必要的再配合。
大型齒輪減速機齒面激光淬火后，常需重配嚙合間隙，原因如下：
一、淬火影響齒面尺寸形狀
1.熱脹變形：激光淬火時，齒面快速熱脹冷縮，雖熱影響區小，但對高精度的大型齒輪，微小膨脹可能改變尺寸，如齒厚增加致嚙合間隙變小。
<p>今天學習的案例是是Workbench齒輪嚙合瞬態動力學評估，該案例的難點是第一點是如何通過接觸對齒輪進行等效模擬，第二個是影響齒輪收斂因素主要是法向剛度和扭轉剛度。</p><p>本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。<span style="color: rgb(25, 27, 31);">如圖所示。
今天學習的案例是是Workbench齒輪嚙合瞬態動力學評估，該案例的難點是第一點是如何通過接觸對齒輪進行等效模擬，第二個是影響齒輪收斂因素主要是法向剛度和扭轉剛度。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
在新能源汽車的核心傳動系統中，液壓閥體精密控制著油路走向，驅動換擋機構實現平順的檔位切換——當車輛加速至特定時速，加壓后的變速箱油經閥體精準分配，瞬間完成齒輪嚙合轉換。可以說，汽車閥體的正常工作直接影響著且車變速箱的性能和換檔的平順性。
不同預緊量情況下，兩軸承的載荷譜壽命結果；曲線為訓練數據，綠色點為ODYSSEE預測結果
PART.06
案例四：齒輪箱振動響應預測
使用Romax軟件進行頻域動力學計算時，系統的剛度和模態會隨著扭矩的變化而發生變化，原因是齒輪的嚙合剛度、軸承的支承剛度均會隨載荷而發生變化。
<p class="ql-align-center">——V2025摩擦熱計算功能與Particleworks聯合仿真實踐</p><p>熱傳遞是工程系統設計與可靠性的核心挑戰，無論是齒輪嚙合、剎車制動，還是電機冷卻，精準預測熱量的產生（如摩擦生熱）與耗散（如油冷散熱）都至關重要。
工程師可以在同一平臺上完成齒輪嚙合分析、軸承壽命預測、NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）優化等任務，無需切換不同軟件，提高設計效率。
2. 高精度建模與仿真
該工具采用先進的數值計算方法，能夠精確模擬齒輪接觸應力、傳動誤差、軸承剛度等關鍵參數，確保仿真結果與實際工況高度吻合。其獨特的“系統級”分析方法能夠考慮整個傳動鏈的相互作用，避免傳統單點仿真帶來的誤差。
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