基于ansys的齒輪的案例
基于ANSYS的齒輪參數化建模及其應用
-安徽工業大學學報(自然科學版-2005年 01期-基于ANSYS的齒輪參數化建模及其應用-
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安徽工業大學學報(自然科學版-2005年 01期-基于ANSYS的齒輪參數化建模及其應用.pdf
基于ANSYS的準雙曲面齒輪建模及有限元分析
重型機械科技-2004年 03期-基于ANSYS的準雙曲面齒輪建模及有限元分析
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基于ANSYSLSDYNA的齒輪傳動線外嚙合沖擊研究
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
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基于ANSYS的汽車變速器齒輪的優化設計
采用有限元的分析方法，在靜態分析的基礎上，以汽車變速器齒輪的厚度作為設計變量，以齒輪的重量作為目標函 數，建立齒輪的優化模型。應用ＡＮＳＹＳ軟件對汽車變速器齒輪進行結構的有限元分析及優化，從而提高變速器的整體性能
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ANSYS Workbench齒輪瞬態動力學仿真
一些CAE朋友經常問到齒輪的動力學仿真，在這里通過一篇文章說明基于ANSYS Workbench齒輪的瞬態動力學仿真的分析思路和具體步驟。
1
問題描述
如下圖所示為斜齒輪裝配體，分析齒輪嚙合過程中的力學屬性。其中，左邊主動輪施加轉速，其值為60rpm；右邊從動輪施加轉矩，其值10N·M。
2
分析思路
（1）由于是動力學分析，這里選擇瞬態動力學分析模塊；
（2）兩個齒輪的嚙合面存在相對運動的接觸，使用摩擦接觸；
（3）兩個齒輪需要轉動，通過轉動副實現；
（4）轉速和扭矩載荷都通過轉動副載荷（Joint Load）實現。
3
分析步驟
（1）創建瞬態動力學分析模塊，設置材料屬性，這里就用默認的結構鋼，導入幾何模型；
（2）賦予材料屬性，保持默認的結構鋼；
（3）設置接觸。如下圖所示，接觸面選擇所有的主動輪嚙合面，目標面選擇所有的從動輪嚙合面，設置接觸關系為摩擦接觸，摩擦系數設置為0.2。
提示：由于選擇的面太多，直接點擊選取比較麻煩，這里提供一個較為簡單的方法就是通過工具欄中的框選按鈕（Box Select），比如說要選擇主動輪上的接觸面，可以先將從動輪隱藏，然后通過Box Select選取主動輪所有的面，然后按著Ctrl鍵通過點擊鼠標左鍵反選不需要的面；從動輪的接觸面亦是如此。
注意：對于齒輪分析來說，一定要檢查接觸是否有干涉。
（4）創建轉動副連接關系。選中模型樹上的Connections，然后在工具欄中的Body-Ground中的Revolute，即轉動副，然后選取齒輪的內表面，軟件將自動識別旋轉中心。分別創建兩個轉動副。
（5）劃分網格，網格使用默認的自動劃分方式。
展開 基于ansys workbench的齒輪傳動分析 ￥20
問題描述：齒輪是傳動系統中承受載荷和傳動動力的主要部件，也是最容易出故障的零件之一，因此對齒輪傳動過 程中接觸應力分析有一定的必要。
分析類型：齒輪接觸分析
分析平臺：ANSYS Workbench 17.0
分析人：技術鄰 一無所有就是打拼的理由
技術難點：接觸對的設置
業務咨詢網址：http://www.yqgqt.org.cn/b/218
齒輪傳動模型
齒輪傳動動畫
基于ANSYS11的齒輪嚙合仿真
剛接觸ANSYS11.0對于其多體動力學仿真功能進行一點探索.
相對于ANSYS10.0,新版本的一個重要改進就是多體動力學仿真,可以實現運動副的大位移大轉動分析.
本人作了一個簡單的直齒輪副的嚙合沖擊多柔體動力學仿真,與大家共同分享新版的特點.
附件中是三個動畫文件.
示例圖
主動輪（上）被動輪（下）的轉動位移曲線：
主動輪和被動輪的轉速曲線（轉速以線性遞增方式加載在主動輪上）：
主動輪和被動輪的旋轉加速度曲線：
gearmeshresult.rar
基于ANSYS APDL直齒輪建模
齒輪apdl建模.txt
1. 實例需要完成的內容為齒輪模型的建模。
2. 完成后是這樣的
3. 下面講解建模思路
*建小齒輪方法和建大齒輪的方法是類似的，大齒輪完成后，經過合并實體，以及壓縮編號操作之后，獲取最大的關鍵點、線面的最大編號后，以最大編號為起點，進行之后的操作，步驟與大齒輪建模一致。小齒輪建模的不同之處：生成一個齒形（體），在對這個齒進行旋轉復制，這樣操作的目的是便于用坐標選擇體網格。而大齒輪是先生成整個齒輪面網格，然后在對整個齒面進行拉伸得到齒輪。
*經過上面操作之后得到下面結果：
*補充：
以上小齒輪齒數是奇數，所以完整建模下來，小齒輪就自然處于嚙合的位置了。
如果把小齒輪齒數改成20（偶數）。重新運行以上apdl命令。得到的圖如下所示，顯然不是嚙合位置。
解決這個問題的辦法，如果小齒輪齒數是偶數，在生成一個齒之后，對這個齒進行旋轉操作（旋轉ang/2個角度），之后再旋轉復制得到整個小齒輪。
命令流如下：
#本實例主要參照 龔曙光 編著的《ANSYS 參數化編程與命令手冊》中齒輪建模實例，修改編寫。
展開 基于ANSYS有限元軟件的直齒輪接觸應力分析
基于ANSYS有限元軟件的直齒輪接觸應力分析<P><BLOCKQUOTE>
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基于ANSYS有限元軟件的直齒輪接觸應力分析.rar
展開 基于ANSYS_LS_DYNA的直齒錐齒輪動力學接觸仿真分析
針對直齒錐齒輪疲勞破壞中出現兒率最高的齒面接觸疲勞強度問題,在UG中建立齒輪幾何模型,利用ANSYS/LS2DYNA對齒輪進行動力學接觸仿真分析,計算了齒輪副在嚙合過程中齒面接觸應力、應變的變化情況及兩對輪齒同時接觸過程中接觸壓力的分布情況
基于ANSYS_LS_DYNA的直齒錐齒輪動力學接觸仿真分析.pdf
基于simsolid和AnsysWorkbench齒輪夾臂機構靜力學分析對比
鑒于上述功能及和空間布置要求，初步方案設計采用齒輪結構實現滿足上述要求。其結構如圖（1）、圖（2）所示。
圖1 不使用時收縮回結構內
圖2 使用時伸出支撐輪胎
本文分別采用Ansys Workbench和simsold，在邊界條件相同狀態下，對此機構進行靜力學分析，分析夾臂機構伸出時，齒輪的表面接觸應力和夾臂的彎曲應力；同時對比兩個軟件應力和形變數值，為后續結構設計過程中采用simsolid進行結構分析提供參考。
一、邊界條件、材料等相關設定
夾臂機構采用常用結構鋼材料。下圖為夾臂機構的約束、載荷、接觸的設定。圖3夾臂機構的約束條件、圖4為夾臂機構的載荷施加、圖5為各齒輪間接觸設置，摩擦系數設置為0.1。
圖3 夾臂機構邊界條件
圖4 夾臂機構邊界條件
圖5 接觸設置
二、兩軟件分析設置對比
2.1 AnsysWorkben軟件設置
（1）網格設置：設置網格單元尺寸為5mm。
（2）接觸設置：齒輪間采用摩擦副接觸，摩擦系數設置為0.1，采用拉格朗日計算公式等如下圖
圖6 摩擦副接觸設置
圖7 摩擦副接觸設置
（3）齒輪的軸承約束設置
圖8 軸承約束設置
（4）載荷步設置
圖9載荷步設置
2.2 Simsolid軟件設置（分析類型設置為接觸非線性）。
展開 
基于ANSYS／LS-DYNA的直齒錐齒輪動力學接觸仿真分析
綜合運用Pro／E和ANSYS對齒輪進行動力學分析.pdf
基于ANSYS／LS-DYNA的直齒錐齒輪動力學接觸仿真分析.pdf
基于Fluent與ANSYS workbench的齒輪箱熱固耦合溫度場仿真案例
注意這部分必須與齒輪箱貼合，這樣以后計算熱固耦合的時候，可以傳遞這個面上的溫度場數據，如下圖所示。這部分內容本帖中不涉及，本案例在流體外部用fluent的虛擬壁厚技術模擬一個殼體。
一些基礎幾何參數：
圖7 仿真模型與箱體示意圖
齒輪傳動的核心是齒輪副，對此不做任何簡化以保證計算結果精度。但是漸開線齒輪在現實中在節圓嚙合，那么兩齒輪中間的網格最小處趨近于0，無法劃分網格。目前通用的手段就是拉大中心距，只需將二齒輪中間拉大適當距離，保證有2-3層網格即可。這個改動的影響在可接受范圍內。
網格劃分采用ANSYS自帶 Meshing模塊，先壓制齒輪固體，再將齒輪齒形處進行一定細化，流體固體域分別劃分網格。
這里要準確理解ANSYS WORKBENCH的part意義，將建模時不同的body放在一個part下與不放在一個part下有什么區別？很多新手都會遇到這個問題，至少我是這么走過來的，但是沒看到有任何一本書講清楚了這個問題。其實，其區別簡單來看就是節點是否共享。
圖8 網格節點是否共享的區別
這里我簡單畫了一個示意圖（畫的比較難看），從圖中可以看出二者的區別。兩種方法在fluent中的區別是：前者流體與固體網格節點共享，在fluent中會自動對命名完畢的固體域生成shadow面，比如driven-shadow。若不放在一個part下，fluent會自動檢測各個part（獨立幾何結構視作一個part）之間的接觸區域（其實此部分工作在meshing中完成），對contact region生成interface。Interface就是交界面，這個面在fluent中可以用來傳遞域間參數，如壓力、熱等。
展開 基于Pro_E_ADAMS和ANSYS的齒輪減速器一體化開發平臺
闡述了基于Pro/ E、ADAMS 和ANSYS 的齒輪減速器一體化開發平臺的建造過程. 建立了齒輪設計的最優化數學模型,設計了算法并編輯了優化程序;對Pro/ E 進行二次開發,實現了齒輪的參數化最優化建模;利用ADAMS 進行運動學仿真,利用ANSYS 進行有限元分析,形成了齒輪的閉環設計. 整合了以上3 個軟件后所建立的虛擬樣機環境,不僅建立了單個輪齒的柔性體模型,而且可以仿真計算出減速器的運動學、動力學和應力應變等參數.
基于Pro_E_ADAMS和ANSYS的齒輪減速器一體化開發平臺.pdf
展開 采用 UG、HyperMesh 和 ANSYS 的齒輪軸模態分析
齒輪軸有限元模型如圖2 所示。其中，材料參數為: 彈性模量E =210GPa，泊松比μ =0． 3，密度ρ =7． 8 ×103kg /m3。
5 基于ANSYS 的齒輪軸模態分析
將在HyperMesh 中得到的齒輪軸有限元模型通過HyperMesh 與ANSYS 的專業接口導入到ANSYS 中，定義分析類型為模態分析，在分析選項設置中確定要分析的模態數目及所采用的模態分析方法，添加約束，利用ANSYS 求解并擴展模態。
ANSYS 提供了如下7 種模態提取方法: BlockLancozos 法、子空間法、PowerDynamics 法、縮減法、非對稱法、阻尼法和QR 阻尼法。綜合分析各種提取方法的特點，本文采用Block Lancozos 法求解齒輪軸模型的固有頻率和振型。
由于齒輪軸在實際工作中并非處于自由狀態，而是裝在機體內，處于約束狀態。因此，根據齒輪軸的實際工作狀態，對圖1b 所示的面A 添加徑向及軸向自由度約束，對面B 添加徑向自由度約束。在理論與實踐中均發現，結構的低階模態對結構的振動影響較大，在進行結構模態分析時，常常只需要知道前幾階固有頻率和振型，而不必求出全部固有頻率和振型。因此在本次計算中只提取了齒輪軸的前9 階模態。
6 結果分析
從模態頻率可以看出，第1 階模態的頻率接近于0，即所謂的剛體模態。因此真正意義上的模態應該是從第2 階開始的模態。表1 所示為齒輪軸前9 階非零模態頻率和振型描述，圖3 所示為第1、4、5 階非零模態振型圖。
為驗證有限元模態分析結果的正確性，對該齒輪軸進行了約束狀態下的模態試驗，齒輪軸模態分析測試系統示意圖如圖4 所示。試驗設備包括激振器、加速度傳感器、電荷放大器、數據采集器和ME'scope 模態分析軟件。
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