齒輪嚙合分析的案例
《Recurdyn齒輪嚙合分析》現(xiàn)已開放領(lǐng)取
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(yīng)用
2 Recurdyn多體動力學(xué)剛?cè)狁詈?em>分析基礎(chǔ)流程
2.1 多體動力學(xué)分析流程
2.2 多體動力學(xué)分析中的柔性體技術(shù)
2.3 多體動力學(xué)剛?cè)狁詈?em>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(shè)置
3.3 Recurdyn齒輪嚙合分析中剛形體和柔性體的轉(zhuǎn)換
3.4 Recurdyn齒輪嚙合分析結(jié)果查看
本期資料如何獲?。?/span>
展開 NX Nastran進行齒輪嚙合分析實例
裝上了NX5，用了一下高級隨便找了一個齒輪的PRT，做了一個齒輪嚙合受力分析希望和大家討論一下NX5的高級仿真
做法如下
1。打開裝配文件，進入高級仿真
2。在裝配導(dǎo)航器點擊右鍵，新建FEM和仿真
3。在裝配導(dǎo)航器點擊FEM文件，轉(zhuǎn)為顯示部件
4。給兩齒輪添加材料
5。建立網(wǎng)格匹配條件，用手動方式，選折圖上圈住的兩相對面。
NX_Nastran進行齒輪嚙合分析實例.rar
COSMOS (DesignStar) 對斜齒輪嚙合的分析過程--圖片演示
COSMOS (DesignStar) 對斜齒輪嚙合的分析過程
圖片：
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COSMOS Works 雖然好用但功能有限, 所以分析齒輪嚙合較方便的工具之一為COSMOS DesignStar (4.5). 用ANSYS Workbench 9 所做的同一模型的分析<" target=_blank>http://bbs2.jxcad.com.cn/read.php?tid=3016&page=1&toread=1> 大家好做下比較. 總之上面所提及到的兩個工具都是用于快速計算以滿足工程實際的需要的, 對于嚴謹細致的分析還是得用COSMOS M 或 ANSYS這樣的最基本的工具!
展開 ANSYS workbench錐齒輪嚙合瞬態(tài)動力學(xué)分析 附ANSYS Workbench 下載
今天介紹一下如何利用workbench實現(xiàn)錐齒輪嚙合的瞬態(tài)動力學(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
0
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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)動力學(xué)分析流程中的Model，進入Mechanical界面，單擊項目樹幾何結(jié)構(gòu)下的兩個零件，左下角細節(jié)框中，材料處指派材料為structural steel
1.3.2 網(wǎng)格劃分
左側(cè)項目樹網(wǎng)格處插入一個方法，選中兩個零件，劃分方法為四面體；然后插入兩個尺寸調(diào)整，對所有齒面進行尺寸控制，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)自動生成的初始接觸，手動創(chuàng)建相應(yīng)接觸和連接副。
首先在左側(cè)項目樹連接下插入一個摩擦接觸：接觸面和目標面分別選擇兩個錐齒輪齒面，摩擦系數(shù)為0.15。然后在左側(cè)項目樹連接中插入兩個回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)中連接類型改為幾何體-對地，范圍分別選擇錐齒輪齒輪的內(nèi)孔面。
展開 
齒輪嚙合分析-NX5
找了一個齒輪的PRT，做了一個齒輪嚙合受力分析。
希望和大家討論一下NX5的高
gear.gif
做法如下:
11.打開裝配文件，進入高級仿真。
ug_Image1.jpg
ug_Image2.jpg
2。在裝配導(dǎo)航器點擊右鍵，新建FEM和仿真。
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3。在裝配導(dǎo)航器點擊FEM文件，轉(zhuǎn)為顯示部件。
ug_Image4.jpg
4。給兩齒輪添加材料。
ug_Image5.jpg
5。建立網(wǎng)格匹配條件，用手動方式，選折圖上圈住的兩相對面。
ug_Image6.jpg
6?；志W(wǎng)格。
ug_Image7.jpg
7。顯示SIM模型。
ug_Image8.jpg
8。選折小齒輪高亮顯示面，添加固定約束。
ug_Image9.jpg
展開 齒輪嚙合沖擊力分析
項目背景
齒輪是工程中常見的傳動結(jié)構(gòu)，傳動效率高且承載力強。齒輪嚙合過程中的沖擊力對齒輪的壽命影響較大，故分析齒輪嚙合沖擊力是十分必要的。本項目基于LS_dyna顯式分析，對齒輪轉(zhuǎn)速上升過程中的嚙合力進行分析。
模型介紹
紅色為主動輪，藍色為從動輪，主動輪轉(zhuǎn)速為78.5rad/s,從動輪施加一個恒力矩10N.m。實體采用solid164單元，由于solid164單元沒有轉(zhuǎn)動自由度，這里采用剛體帶動彈性體的方法，在齒輪的內(nèi)圈建立一層剛性殼單元。
求解設(shè)置
接觸采用AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE接觸，求解時間為0.015s，輸出單元與節(jié)點的結(jié)果以及rcforce接觸力等文件。
計算結(jié)果
計算結(jié)果如下圖所示，做大應(yīng)力在齒輪嚙合接觸點，在齒輪轉(zhuǎn)速增加的過程中接觸力合力逐漸增大并伴隨一些波動。
展開 Workbench齒輪嚙合瞬態(tài)動力學(xué)分析簡例
如何利用workbench實現(xiàn)齒輪嚙合的瞬態(tài)動力學(xué)分析。
如下圖所示
今天將以這種方式介紹使用workbench實現(xiàn)齒輪嚙合的分析流程。有限元分析流程分為3大步、3小步。
ANSYS Fluent 內(nèi)嚙合齒輪泵瞬態(tài)流場仿真
王鑫鑫
安世亞太沈陽分公司
利用ANSYS Fluent軟件能夠方便的計算齒輪泵工作過程中的性能參數(shù)，本文僅以內(nèi)嚙合齒輪為例，介紹了仿真主要方法，對于其他類型如外嚙合齒輪泵可以此為參考，選擇合適的方法。
在對齒輪泵進行流場仿真計算時，通常會遇到三個方面的問題：
1）嚙合間隙如何處理？
2）劃分什么樣的網(wǎng)格？
3）動網(wǎng)格如何設(shè)置？
下面介紹如何使用ANSYS Fluent軟件解決這三方面問題，順利的實現(xiàn)齒輪泵動態(tài)流場的仿真。
大咖慧齒輪箱仿真專題
11月16日-18日
11月16-18日，安世亞太大咖慧推出齒輪箱仿真專題培訓(xùn)，內(nèi)容包含：Recurdyn齒輪嚙合分析、無網(wǎng)格液體流動仿真軟件Particleworks介紹及案例演示、齒輪泵動態(tài)流場仿真分析課程介紹介紹。（報名方式見底部）
本文所
選取的實例模型如圖1所示，主要包含內(nèi)齒圈、齒輪軸、月牙隔板、泵殼等部件。
展開 ansys workbench模擬齒輪嚙合
齒輪嚙合 ￥29.9
</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202505/2f499e2a984aebe7760bc7c6d688cd60.png"></p><p>（7）計算結(jié)果</p><p>最大變形云圖如下圖所示，可以看到主動輪最大變形為21.648mm，位于主動輪的齒輪面處，從動輪的最大變形為21.648mm，位于從動輪的齒輪面處，而設(shè)置回轉(zhuǎn)的齒輪內(nèi)環(huán)處的變形幾乎為0，最大變形從齒輪面向內(nèi)齒輪逐漸遞減。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202505/9796ba176812e6a110f1d79d1ecb5fe5.png"></p><p>最大應(yīng)力云圖如下圖所示，可以看到主動輪最大應(yīng)力為277.22Mpa，位于齒輪面的嚙合處，而未嚙合處齒輪應(yīng)力為0。</p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202505/929ba16b84023f837611020c6e73990b.png"></p>
展開 workbench 瞬態(tài)動力學(xué) 求解齒輪嚙合的例子。
ANSYS Workbench對齒輪進行動力學(xué)仿真是非常方便，包括接觸的設(shè)置、轉(zhuǎn)動副的設(shè)置等都非常方便。如果計算不收斂時，主要通過調(diào)試網(wǎng)格質(zhì)量、接觸算法、載荷施加的方式等；再者就是裝配體模型一定不要有干涉。還有就是由于齒輪的瞬態(tài)動力學(xué)計算量較大，可以仿真轉(zhuǎn)動兩三個齒即可，為提高計算的準確性，可以將這兩三個齒進行網(wǎng)格局部加密，以便更加接近真實解。
如下圖所示為斜齒輪裝配體，分析齒輪嚙合過程中的力學(xué)屬性。其中，左邊主動輪施加轉(zhuǎn)速，其值為60rpm；右邊從動輪施加轉(zhuǎn)矩，其值10N·M。
2.分析思路
（1）由于是動力學(xué)分析，這里選擇瞬態(tài)動力學(xué)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(zhuǎn)動，通過轉(zhuǎn)動副實現(xiàn)；
（4）轉(zhuǎn)速和扭矩載荷都通過轉(zhuǎn)動副載荷（Joint Load）實現(xiàn)。
3.分析步驟
（1）創(chuàng)建瞬態(tài)動力學(xué)分析模塊，設(shè)置材料屬性，這里就用默認的結(jié)構(gòu)鋼，導(dǎo)入幾何模型；
（2）賦予材料屬性，保持默認的結(jié)構(gòu)鋼；
（3）設(shè)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(shè)置接觸關(guān)系為摩擦接觸，摩擦系數(shù)設(shè)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(chuàng)建轉(zhuǎn)動副連接關(guān)系。選中模型樹上的Connections，然后在工具欄中的Body-Ground中的Revolute，即轉(zhuǎn)動副，然后選取齒輪的內(nèi)表面，軟件將自動識別旋轉(zhuǎn)中心。
展開 直齒輪內(nèi)嚙合分析
直齒輪內(nèi)嚙合分析
齒輪嚙合仿真分析
齒輪嚙合仿真
齒輪與齒輪之間存在間隙，可以通過接觸設(shè)置中的tolerance進行設(shè)置，數(shù)值過大或者過小都不行，過小接觸不上，過大干涉，所以只要比間隙值大一點即可；
還可以先設(shè)置一個小的角位移讓兩齒輪進行接觸，然后施加扭矩即可收斂。
Ls Dyna聯(lián)合hypermesh齒輪嚙合分析（dyna_focus）
齒輪嚙合動畫：
整體動畫效果
局部動畫效果
1. 將幾何文件保存為sat等中間格式導(dǎo)入hypermesh中，對幾何進行相關(guān)切分，建立網(wǎng)格模型如下圖所示：
整體網(wǎng)格模型
局部網(wǎng)格模型
1. 由于彈性體沒有轉(zhuǎn)動自由度，采用剛?cè)狁詈线M行驅(qū)動，在齒輪內(nèi)表面建立剛性面。
2. 定義齒輪材料為1號彈性材料模型*MAT_ELASTIC，定義內(nèi)表面為剛性體*MAT_RIGID.
3. 定義加載幅值曲線如下圖所示
4. 定義載荷速度曲線如下圖所示：
5. 采用*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID以及*LOAD_RIGID_BODY對兩小齒輪加載速度，對大齒輪加載扭矩。
6. 采用*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE定義接觸對。
7. 其他采用關(guān)鍵字：
*CONTROL_TERMINATION
*CONTROL_TIMESTEP
*CONTROL_SHELL
*CONTROL_HOURGLASS
*CONTROL_BULK_VISCOSITY
*CONTROL_CONTACT
*CONTROL_ENERGY
*DATABASE_RBDOUT
*DATABASE_RCFORC
等。
結(jié)果分析，獲得兩齒接觸力曲線如下圖所示：
展開 Romax齒輪分析設(shè)置與修形效果 附Romax培訓(xùn)—齒輪的修形下載
設(shè)置->數(shù)據(jù)庫->齒輪材料。
按照1-2-3所示的次序，更改齒輪材料數(shù)據(jù)。（一定要準確的命名材料名稱和備注信息，有條理的工作過程真的很重要！特別是對設(shè)計工作起決定性作用的材料屬性。）
我沒有改齒輪材料，采用的軟件自動的設(shè)置。
進行分析前的設(shè)置：
①：在齒輪傳動的過程中，軸由于受到力的作用，導(dǎo)致齒輪產(chǎn)生嚙合的錯位，這種錯位產(chǎn)生的額外的力矩，對短軸上的軸承會產(chǎn)生不利的影響。（力乘以距離等于力矩，從公式看這一點應(yīng)該是很容易理解的）。當(dāng)此種情況發(fā)生時，就需要勾選該選項框，以在靜態(tài)計算時考慮該錯位問題。在行星齒輪傳動中，因為行星軸短，如果傳動系統(tǒng)通過行星軸傳遞較大的扭矩作用，就有可能導(dǎo)致行星銷上兩滾針軸承的負載不一致，此時如果考慮行星銷上軸承的工作情況，請務(wù)必勾選。
②：靜態(tài)分析可以得到齒輪的嚙合剛度數(shù)值，勾選后表示將要計算齒輪嚙入嚙出的剛度，計算精度較高，計算時間也較長。
③：旋轉(zhuǎn)嚙合誤差分析對于行星齒輪系這樣的分流型齒輪機構(gòu)有重要作用。分析分流齒輪系統(tǒng)時建議勾選。
④：連接齒輪輪緣與輪心之間的梁模型的剛度系數(shù)，在精度允許的情況下，1000是比較容易收斂的。這一項會影響到齒輪的嚙合剛度分析的結(jié)果。
⑤：避免雙齒面接觸：齒輪的嚙合接觸分析可能會產(chǎn)生左右齒面的雙接觸現(xiàn)象。如果選擇增加側(cè)隙，初始時側(cè)隙為零，軟件將使用小齒輪的0.04倍模數(shù)并且假定有二十齒計算側(cè)隙。初始時側(cè)隙被設(shè)置成非零，則在初始收斂后，軟件將增加更多的側(cè)隙值，大小等于1.5倍的卸載載荷后齒側(cè)位移的大小。
所需的側(cè)隙是未加載的齒側(cè)撓度最大值加上輸入的側(cè)隙之和，如果該值超過了輸入側(cè)隙值。將進行以下檢查，下方的側(cè)隙誤差等級系數(shù)的值是一個閥值，當(dāng)計算側(cè)隙值超過了閥值倍數(shù)乘以BS ISO/TR 10064-2:1996標準推薦的最小值，軟件將報錯。
展開 ANSYS Workbench模擬齒輪箱變速器齒輪嚙合 ￥19.89
</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202505/2f499e2a984aebe7760bc7c6d688cd60.png"></p><p>（7）計算結(jié)果</p><p>最大變形云圖如下圖所示，可以看到主動輪最大變形為21.648mm，位于主動輪的齒輪面處，從動輪的最大變形為21.648mm，位于從動輪的齒輪面處，而設(shè)置回轉(zhuǎn)的齒輪內(nèi)環(huán)處的變形幾乎為0，最大變形從齒輪面向內(nèi)齒輪逐漸遞減。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202505/9796ba176812e6a110f1d79d1ecb5fe5.png"></p><p>最大應(yīng)力云圖如下圖所示，可以看到主動輪最大應(yīng)力為277.22Mpa，位于齒輪面的嚙合處，而未嚙合處齒輪應(yīng)力為0。
展開 