ansys行星齒輪分析
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys行星齒輪分析的視頻教程
(持續(xù)更新)外嚙合齒輪、內(nèi)嚙合齒輪、蝸輪蝸桿類瞬態(tài)、顯式動(dòng)力學(xué)分析，ANSYS ,LS-DYNA,H
針對(duì)齒輪類動(dòng)力學(xué)持續(xù)輸出分析教程，和大家交流。如有問題可直接私聊，在學(xué)習(xí)中進(jìn)步。
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ansys行星齒輪分析的實(shí)例教程
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分析的模型文件。
000.zip
首先拿到模型可以看出這里是個(gè)行星輪結(jié)構(gòu)。在這里首先將三角形的齒輪架給剛化，因?yàn)檎麄€(gè)分析中不考慮它的影響，主要考慮齒輪之間的作用。
然后我們就需要對(duì)模型添加約束和連接，主要包括有joints和frictionless contacts，添加完的效果如圖。添加過程請(qǐng)看下面詳述。
首先添加三個(gè)類似的運(yùn)動(dòng)副，都是需要Body-Ground形式。
第一個(gè)添加太陽輪的旋轉(zhuǎn)副。revolute joint。Body-ground。
再添加三角架的旋轉(zhuǎn)副。revolute joint。Body-ground。
再添加內(nèi)齒圈的固定副。fixed joint。Body-ground。
接著添加一個(gè)Body-Body的旋轉(zhuǎn)副，也就是三角板與行星輪之間的旋轉(zhuǎn)連接。revolute。Body-Boby。
最后就是兩個(gè)齒輪之間的接觸關(guān)系設(shè)置。按照經(jīng)驗(yàn)，在不考慮齒輪間摩擦的情況下，選擇frictionless 接觸類型。
展開 1.3 動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建：
1.3.1運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)建：分別建立三個(gè)小行星錐齒輪與輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)副、輸出軸對(duì)地的轉(zhuǎn)動(dòng)副、輸入軸對(duì)地的轉(zhuǎn)動(dòng)副、輸入軸齒輪與輸入軸的固定副、大錐齒輪對(duì)地的固定副、如圖2所示。
圖2 運(yùn)動(dòng)副的定義
1.3.2 接觸的定義：分別構(gòu)建三個(gè)小行星錐齒輪與輸入軸齒輪的接觸，三個(gè)小行星錐齒輪與大錐齒輪的接觸，
接觸參數(shù)默認(rèn)即可。
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求解
2.1 驅(qū)動(dòng)條件：構(gòu)建輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)大小如圖 3所示。
圖3 驅(qū)動(dòng)條件
2.2 求解設(shè)定：定義求解時(shí)間為5s，求解步長為400步，求解設(shè)定如圖4所示，開始求解。
展開 今天介紹一下如何利用workbench實(shí)現(xiàn)錐齒輪嚙合的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。有限元分析流程分為3大步、3小步，如下圖所示。今天將以這種方式介紹workbench錐齒輪嚙合分析的流程。
圖1 有限元分析流程
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前處理
1.1 幾何模型的構(gòu)建
本文幾何模型導(dǎo)入workbench中，如圖所示
圖2錐齒輪幾何模型
1.2 材料定義
材料選用默認(rèn)結(jié)構(gòu)鋼
1.3 有限元模型的構(gòu)建
有限元模型的構(gòu)建包括材料賦予、網(wǎng)格劃分以及連接關(guān)系的構(gòu)建
1.3.1 材料賦予
雙擊瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析流程中的Model，進(jìn)入Mechanical界面，單擊項(xiàng)目樹幾何結(jié)構(gòu)下的兩個(gè)零件，左下角細(xì)節(jié)框中，材料處指派材料為structural steel
1.3.2 網(wǎng)格劃分
左側(cè)項(xiàng)目樹網(wǎng)格處插入一個(gè)方法，選中兩個(gè)零件，劃分方法為四面體；然后插入兩個(gè)尺寸調(diào)整，對(duì)所有齒面進(jìn)行尺寸控制，得到了如圖所示的網(wǎng)格模型。
圖3 網(wǎng)格模型
1.3.3 連接關(guān)系的構(gòu)建
刪除系統(tǒng)自動(dòng)生成的初始接觸，手動(dòng)創(chuàng)建相應(yīng)接觸和連接副。
首先在左側(cè)項(xiàng)目樹連接下插入一個(gè)摩擦接觸：接觸面和目標(biāo)面分別選擇兩個(gè)錐齒輪齒面，摩擦系數(shù)為0.15。然后在左側(cè)項(xiàng)目樹連接中插入兩個(gè)回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)中連接類型改為幾何體-對(duì)地，范圍分別選擇錐齒輪齒輪的內(nèi)孔面。
展開 如何在 Ansys 中對(duì)齒輪進(jìn)行分析？
按照以下步驟進(jìn)行
步驟 1：
按照下面的圖片做
第 2 步：
按照下面的圖片做
步驟3：
按照下面的圖片做
步驟4：
按照下面的圖片做
步驟5：
按照下面的圖片做
第 6 步：
按照下面的圖片做
步驟7：
按照下面的圖片做
步驟8：
按照下面的圖片做
前幾天有讀者在公眾號(hào)上私信筆者，想讓筆者做一個(gè)齒輪運(yùn)動(dòng)仿真。今天筆者便使用ANSYS Workbench的Transient Structural（瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)）模塊，模擬一下齒輪傳動(dòng)。
Step1：
建立齒輪副模型。
筆者使用PTC公司的Creo2.0，通過調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件庫，建立了一個(gè)齒輪副，兩個(gè)齒輪相同，參數(shù)為：齒數(shù)20，模數(shù)2。
Step2：
導(dǎo)入齒輪副模型。
導(dǎo)入Creo建立的幾何模型，雙擊Model進(jìn)入Mechanical。
Step4：
建立摩擦接觸。
建立摩擦接觸，摩擦系數(shù)設(shè)置為0.2；接觸面為齒輪1的齒面，目標(biāo)面為齒輪2的齒面；將Formulation接觸算法設(shè)置為Pure Penalty純罰函數(shù)法，其他設(shè)置保持默認(rèn)。
Step5：
網(wǎng)格劃分
。
為了節(jié)約計(jì)算時(shí)間，網(wǎng)格設(shè)置使用默認(rèn)設(shè)置，網(wǎng)格尺寸為1.5mm。
Step6：
建立轉(zhuǎn)動(dòng)副
。
我們要讓齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來，需要在齒輪中心建立一個(gè)Revolve Joint轉(zhuǎn)動(dòng)副。齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的參照物是大地，所以我們選擇Body-Ground，具體設(shè)置方法如下圖一。在Details of Revolute - Ground To chilun.prt\CHILUN中，把Mobile中的Scope選擇為齒輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)孔面，如下圖二所示，其余設(shè)置保持默認(rèn)。同樣的方法，設(shè)置齒輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)副。創(chuàng)建好的轉(zhuǎn)動(dòng)副如下圖三所示。
Step7：
分析設(shè)置
。
1.
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如何在 Ansys 中對(duì)齒輪進(jìn)行分析？
按照以下步驟進(jìn)行
步驟 1：
按照下面的圖片做
第 2 步：
按照下面的圖片做
步驟3：
按照下面的圖片做
步驟4：
按照下面的圖片做
步驟5：
按照下面的圖片做
第 6 步：
按照下面的圖片做
剛體動(dòng)力學(xué) (RBD) 屬于經(jīng)典力學(xué)，它利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解 1D、2D 或 3D 空間中運(yùn)動(dòng)的剛體的運(yùn)動(dòng)。該項(xiàng)目是關(guān)于使用 ANSYS Workbench（機(jī)械）對(duì)連桿曲柄滑動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行 RBD 分析。 ANSYS Mechanical 仿真文件供下載
文件
file.wbpz
使用 ANSYS Mechanical 對(duì)齒輪箱進(jìn)行有限元分析。包括模擬文件
file.mechdat
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)齒輪三維模型的處理
2、學(xué)習(xí)模態(tài)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)模態(tài)分析的邊界條件的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 齒輪模態(tài)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有的分析文件。
<p><span style="color: rgb(51, 51, 51); background-color: rgb(255, 255, 255);">本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：</span></p><p><span style="color: rgb(51, 51, 51); background-color: rgb(255, 255, 255);">1、學(xué)習(xí)型仿真工程師</span></p>
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對(duì)有限元分析感興趣的工程師
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)齒輪接觸的三維模型處理
2、學(xué)齒輪連接非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)非線性靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)齒輪靜結(jié)構(gòu)接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 齒輪靜結(jié)構(gòu)接觸分析
機(jī)械動(dòng)力傳輸系統(tǒng)最關(guān)鍵的機(jī)械部件之一是齒輪。為了傳遞扭矩，帶有切齒的紡紗機(jī)部件與另一個(gè)齒部件嚙合。由于其高度的多功能性，齒輪被用于各種各樣的應(yīng)用，從小型手表到大型重型設(shè)備，如汽車和航空航天工業(yè)以及船用發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的設(shè)備。因此，接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力是影響齒輪故障的兩個(gè)關(guān)鍵因素
今天介紹一下如何利用workbench實(shí)現(xiàn)錐齒輪嚙合的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。有限元分析流程分為3大步、3小步，如下圖所示。今天將以這種方式介紹workbench錐齒輪嚙合分析的流程。
圖1 有限元分析流程
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前幾天有讀者在公眾號(hào)上私信筆者，想讓筆者做一個(gè)齒輪運(yùn)動(dòng)仿真。今天筆者便使用ANSYS Workbench的Transient Structural（瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)）模塊，模擬一下齒輪傳動(dòng)。
Step1：
建立齒輪副模型。
筆者使用PTC公司的Creo2.0，通過調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件庫
