齒輪動力學仿真的案例
ANSYS Workbench齒輪瞬態(tài)動力學仿真
4
總結
ANSYS Workbench對齒輪進行動力學仿真是非常方便，包括接觸的設置、轉動副的設置等都非常方便。如果計算不收斂時，主要通過調試網(wǎng)格質量、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)動力學計算量較大，可以仿真轉動兩三個齒即可，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。
源自CAE集中營
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(xiàn)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
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（交流貼）齒輪動力學、機械動力學、行星齒輪動力學、人字齒行星齒輪動力學、MATLAB建模、Workbench強度仿真等
本人專攻齒輪動力學、機械動力學、行星齒輪動力學、人字齒行星齒輪動力學、MATLAB建模、Workbench強度仿真等，歡迎相關研究方向的人員來交流。
RecurDyn 應用：基于多體動力學的齒輪傳動系統(tǒng)動力學仿真
本文介紹基于多體動力學的齒輪傳動系統(tǒng)動力學仿真，使用多體動力學對齒輪傳動系統(tǒng)進行動態(tài)仿真的一種新方法，這一方法能使工程師在各種情況或條件下開發(fā)齒輪傳動系統(tǒng)。首先，介紹RecurDyn/DriveTrain 解決方案；其次，分享相關應用案例；然后，將繼續(xù)驗證這種齒輪接觸計算方法；最后進行總結。
首先，先介紹一下RecurDyn/Drivetrain的解決方案，如何在通用多體動力學軟件RecurDyn中合理地對傳動系統(tǒng)進行仿真。
多體動力學能夠考慮到應用于多個體的力，是一種計算時域中機械系統(tǒng)的動態(tài)行為的仿真方法。RecurDyn 已廣泛應用于各個工業(yè)領域，包括汽車、建筑設備、印刷設備、家電產(chǎn)品和精密儀器，汽車領域的應用案例如上圖所示。大家可以看到，RecurDyn適用于各種運動分析類型。
接下來，我想介紹一個RecurDyn用于齒輪傳動系統(tǒng)行為仿真的新功能。現(xiàn)有的傳動系統(tǒng)中的NV（振動噪聲））方面的問題越來越嚴重，因此BEV（純電動汽車）和 HEV（混合動力汽車）正在汽車行業(yè)中興起。
齒輪接觸引起的噪聲和振動通過軸、軸承和外殼傳遞到底盤。嚙合偏差是齒輪傳動系統(tǒng)中NV（噪聲振動）的主要來源。
嚙合偏差是由齒輪連接的軸的變形或軸的輕微偏移引起的，要對這種情況進行精確仿真，在此建模中必須考慮以下 4 個因素：
- 齒輪變形的可變嚙合剛度和嚙合時的齒數(shù)量變化
- 考慮彎曲變形和軸的扭轉變形
- 考慮在軸承施加的組合載荷下的軸承剛度
- 考慮在應用載荷下外殼的變形
特別是在高精度齒輪接觸計算中，這些因素是必需的，因為振動主要是由齒輪接觸引發(fā)。
展開 綜合運用Pro／E和ANSYS對齒輪進行動力學分析
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齒輪仿真資料
分享一些齒輪仿真資料，未經(jīng)挑選，各位見諒
資料
齒條齒輪轉向系統(tǒng)動態(tài)仿真分析.pdf
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基于ADAMS的變速箱齒輪的運動學和動力學仿真.pdf
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基于ADAMS的齒輪變速箱動態(tài)特性仿真分析.pdf
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基于ADAMS的齒輪傳動特性仿真分析.pdf
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基于ADAMS的齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)特性仿真.pdf
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基于ADAMS的齒輪傳動系統(tǒng)可靠性研究.pdf
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基于ADAMS的齒輪嚙合過程中齒輪力的動態(tài)仿真.pdf
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基于ADAMS的多級齒輪傳動系統(tǒng)動力學仿真.pdf
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基于ADAMS的蝸輪蝸桿剛柔耦合動力學分析.pdf
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基于ADAMS的小齒輪齒條動力學仿真分析.pdf
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基于ADAMS的錐齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)特性仿真和可靠性疲勞分析.pdf
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基于ADAMS直齒圓柱齒輪減速器動力學的仿真.pdf
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基于Pro_E和ADAMS齒輪嚙合的動力學仿真.pdf
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基于Pro_E和ADAMS的齒輪減速器動力學仿真.pdf
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基于Pro_E和ADAMS的齒輪嚙合精確動力學仿真.pdf
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基于Pro_E與ADAMS行星輪系仿真研究.pdf
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基于Proe_Adams_Matlab起重機虛擬樣機研究.pdf
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基于PROE和ADAMS的變速器動力學仿真.pdf
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基于UG和ADAMS的齒輪嚙合動力學仿真.pdf
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基于UG和ADAMS行星齒輪傳動系統(tǒng)動力學仿真.pdf
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展開 workbench 瞬態(tài)動力學 求解齒輪嚙合的例子。
ANSYS Workbench對齒輪進行動力學仿真是非常方便，包括接觸的設置、轉動副的設置等都非常方便。如果計算不收斂時，主要通過調試網(wǎng)格質量、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)動力學計算量較大，可以仿真轉動兩三個齒即可，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(tài)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(xiàn)；
（4）轉速和扭矩載荷都通過轉動副載荷（Joint Load）實現(xiàn)。
3.分析步驟
（1）創(chuàng)建瞬態(tài)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(shù)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(chuàng)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。
展開 ADAMS行星齒輪機構運動學及動力學仿真
.-95.0,-30.8
嚙合點6
0.0,144.0,270.0
0.0,80.8,-58.8
添加完運動約束后行星齒輪機構約束簡圖如圖所示
圖2.行星減速器簡化約束圖
2.5 添加驅動和負載扭矩
將J3設置為主動驅動，給予J3恒定的角速度3000°/s，設置的參數(shù)如圖3所示。
圖3.添加驅動對話框
2.6 運動學仿真
前面的參數(shù)設置完成后，最后只需將仿真時間設置為1s，步數(shù)設置為1000步，啟動求解器程序，即可得到仿真圖形。
2.7 仿真結果
1）傳動裝置角速度仿真
經(jīng)過前面ADMS虛擬樣機建立后，啟動仿真求解程序后，經(jīng)過一段時間運算后，求解出本文需要仿真的角速度曲線。
a.行星支架運動角速度
b.太陽輪運動角速度
圖4.輸入軸和輸出軸角速度
2）結果對比
行星齒輪減速機構太陽輪和行星支架理論上的減速比為：
其中為傳動比
為行星輪齒數(shù)，40
為太陽輪齒數(shù)，120
計算得到理論傳動比為2.67
由太陽輪和行星支架角速度曲線計算得到仿真減速比為，可以看出在行星齒輪機構運動學仿真中，仿真結果和理論計算結果高度一致。
3. 動力學仿真
3.1 模型修改
對于行星齒輪機構運動學仿真和動力學仿真之間的區(qū)別在于齒輪間相互關系的建立，在運動學仿真中齒輪間靠齒輪副連接，相互之間的運動與理論值高度吻合。
展開 學習記錄——Workbench齒輪嚙合瞬態(tài)動力學評估——直齒圓柱齒輪動力學評估
<p>今天學習的案例是是Workbench齒輪嚙合瞬態(tài)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。
考慮齒輪齒條動態(tài)激勵的山地齒軌車輛-軌道耦合動力學特性分析
CHEN 等[17-18]充分考慮輪齒誤差以及輪體變形的影響，提出了輪齒誤差以及齒間耦合效應影響下的齒輪時變嚙合剛度計算方法，構建了考慮齒間耦合效應的齒輪動力學仿真分析模型，揭示了齒間耦合效應對齒輪傳動動態(tài)響應的影響規(guī)律。
目前，山地齒軌鐵路的研究在我國尚處于起步階段，雖然國內多地規(guī)劃了齒軌線路，但至今還沒有一條線路建成投入使用，當前針對齒軌的研究也多停留在齒軌不同制式適用性、可行性等方面的調研分析上，鮮有針對齒軌系統(tǒng)動力學特性開展相關研究的報道。本文以山地齒軌交通車輛及軌道系統(tǒng)為研究對象，詳細考慮了齒輪齒條嚙合動態(tài)激勵，建立了齒軌車-軌耦合系統(tǒng)多體動力學模型，開展了齒軌車輛牽引爬坡條件下的動力學仿真分析，研究了坡道及行車速度等參數(shù)對齒軌嚙合動態(tài)特性、車輛運行安全性指標和平穩(wěn)性指標的影響規(guī)律，為齒軌車輛動力學參數(shù)設計、齒軌結構參數(shù)設計、運營速度的合理確定等提供理論依據(jù)。
1 齒軌車輛-軌道耦合動力學模型
為研究齒軌車輛-軌道耦合系統(tǒng)動力學特性，本文基于車輛-軌道耦合動力學及齒輪系統(tǒng)動力學理論，建立了考慮齒輪齒條傳動系統(tǒng)動態(tài)特性的齒軌車輛-軌道耦合動力學模型，如圖 1 所示。該模型包括車體(Mc、Ic)、構架(Mt、It)、輪對(Mw、Iw)、齒輪(Mg、Ig)和齒條等主要部件，車體、轉向架構架、輪對等假設為剛體，具有 6 個方向的自由度；車體與轉向架通過二系懸掛連接(Ks、Cs)，構架與輪對通過一系懸掛連接(Kp、Cp)，一系、二系懸掛由等效線性剛度和阻尼力元模擬，且對稱布置于構架兩側；齒輪齒條嚙合通過嚙合剛度和阻尼等效(k、c)；齒條位于兩條鋼軌中間，通過彈簧阻尼支撐(Kc、Cc)；忽略齒輪支撐剛度，齒輪與車軸鉸接。
展開 
ADAMS齒輪嚙合的動力學仿真
ADAMS齒輪嚙合的動力學仿真
學習記錄——Workbench齒輪嚙合瞬態(tài)動力學評估——直齒圓柱齒輪動力學評估
今天學習的案例是是Workbench齒輪嚙合瞬態(tài)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。
1.前處理
1.1幾何模型系統(tǒng)的構建
導入模型如圖所示。
1.2材料模型系統(tǒng)的構建
密度：7850
楊氏模量：210e9
泊松比：0.3
1.3有限元模型系統(tǒng)的構建
1.3.1材料賦予
1.3.2連接關系：轉動和接觸
1.3.3網(wǎng)格劃分
2求解
2.1載荷邊界條件
主要是兩個齒輪的轉動副。
2.2位移邊界條件
2.3求解設定
關閉自動時間步，打開大變形，時間步設50。
3.后處理
下面是本案例的思維導圖。
展開 用RecurDyn對行星齒輪進行多體動力學仿真論文
摘要:基于多柔體動力學(MFBD) 技術對行星輪系建立了剛柔耦合多體系統(tǒng)模型,其中柔體部件采用了節(jié)點法和模態(tài)縮減法兩種建模方式。利用RecurDyn 軟件對該多體系統(tǒng)進行了仿真分析,得出了行星架速度曲線和齒輪的動態(tài)嚙合力曲線,并將結果與剛體仿真結果進行比較,同時得出了行星輪系在嚙合過程中的應力云圖及節(jié)點應力曲線。通過對仿真結果的分析得出了行星輪被破壞的主要原因。仿真數(shù)據(jù)也為優(yōu)化設計和疲勞性能研究提供了依據(jù),為新產(chǎn)品的開發(fā)提供了有效的手段
基于多柔體動力學技術的行星輪系多體動力學仿真分析.part3.rar
基于多柔體動力學技術的行星輪系多體動力學仿真分析.part1.rar
基于多柔體動力學技術的行星輪系多體動力學仿真分析.part2.rar
展開 為什么說齒輪仿真需要Simpack 附SIMPACK動力學分析系列教材下載
但是由于齒輪傳動的復雜性和專業(yè)性，傳統(tǒng)通用的多體動力學軟件對齒輪傳動仿真的準確度和精確度往往無法達到齒輪產(chǎn)品的實際要求。具體來說這種分析軟件有以下局限性：
求解器主要用于中低頻仿真，很少用于高頻分析，無法進行齒輪嘯叫和敲擊等NVH分析；
齒輪建模和仿真功能弱，只能考慮個別類型齒輪（如直齒輪、斜齒輪）的修形和摩擦；
對柔性體齒輪支持差；
無法考慮齒輪嚙合時變剛度。
由于上述原因，傳統(tǒng)多體動力學軟件在齒輪行業(yè)應用較少，主要應用在對齒輪傳動要求精度不高的整機級或系統(tǒng)級分析中。
綜上所述，不論是使用專業(yè)的齒輪專用分析工具，還是傳統(tǒng)的通用多體動力學分析軟件都無法完全滿足齒輪分析的需求。那么，這就需要使用Simpack軟件進行齒輪仿真分析。
Simpack作為專家級機電/機械系統(tǒng)動力學分析軟件，具有專業(yè)的齒輪仿真模塊，集成了齒輪專用分析軟件和多體動力學軟件的技術優(yōu)勢，既能詳細考慮齒輪宏觀幾何和微觀幾何，自動計算嚙合時變剛度，獲得精確的齒輪傳動分析結果，又能把齒輪傳動與其它部件連接起來，實現(xiàn)整機級傳動系統(tǒng)分析甚至進行機電一體化分析等。
這就是為什么齒輪仿真需要使用Simpack的原因。這里說明一下，Simpack與齒輪專用分析工具的分析方法、分析重點都不一樣，兩者并不是直接競爭關系。
2.Simpack齒輪分析的功能和特點
Simpack是世界上第一款采用完全遞歸算法、利用相對坐標系建立模型的多體動力學軟件。其帶有功能強大的齒輪建模和仿真功能，實現(xiàn)齒輪瞬態(tài)分析、NVH等。
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