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Gear AT目前提供三種類型的齒輪（圓柱齒輪、錐齒輪、圓柱蝸輪）、一種絲杠（梯形絲杠）和一種花鍵接頭（漸開線花鍵），每種都有其相應(yīng)的建模流程，在Gear AT中均以導(dǎo)航式的形式存在。本文以圓柱齒輪為例，為大家詳細(xì)介紹Gear AT的建模流程。

給花鍵與圓柱面倒圓角0.38*m的大小后，使用陣列面進(jìn)行陣列 這樣一個圓柱齒輪就完成了， UG齒輪參數(shù)化建模小視頻 接下來我們再來完成齒條，齒條可以用插件生成，當(dāng)然它的建模方法更簡單，就是一個矩形上面創(chuàng)建一個等腰梯形，案例利用齒條參數(shù)約束大小即可

本人專攻齒輪動力學(xué)、機(jī)械動力學(xué)、行星齒輪動力學(xué)、人字齒行星齒輪動力學(xué)、MATLAB建模、Workbench強(qiáng)度仿真等，歡迎相關(guān)研究方向的人員來交流。

圖 8b 為齒輪齒條動態(tài)嚙合力頻譜曲線，由圖可知，利用 225 號力元進(jìn)行齒輪齒條嚙合建模時嚙合力頻譜主要為 83.2 Hz 的嚙合頻率及其諧波成分，對應(yīng)的基波幅值為 1 249 N；利用解析法進(jìn)行嚙合建模時嚙合力頻譜主要包括幅值為180 N的齒條通過頻率(13.8 Hz)和幅值為 1 437 N 的齒輪齒條嚙合頻率(83.2Hz)；利用有限元進(jìn)行嚙合建模時嚙合力主要頻率為齒條支撐通過頻率 13.8

它是一種快速計算工具，可以對動態(tài)演變的結(jié)構(gòu)柔性效應(yīng)進(jìn)行建模。以一對輕量化齒輪毛坯設(shè)計的簡單斜齒圓柱齒輪副為例，該工具對于建模至關(guān)重要，因為齒輪毛坯的柔性會影響傳動系統(tǒng)的接觸模式和動態(tài)響應(yīng)。 如下圖所示，在極端情況下，齒輪會因產(chǎn)生的力而變形，從而導(dǎo)致不同的接觸模式和NVH（噪音、振動和粗糙度）性能。基于Simcenter3D ，可以微調(diào)齒輪，使其具有最小的質(zhì)量和優(yōu)化的NVH性能。

使用DriveTrain建立齒輪箱模型1.DriveTrain功能介紹： 相比傳統(tǒng)方法，在對由齒輪、軸承、軸等組成的傳動系統(tǒng)組件進(jìn)行建模和仿真時，對 Shaft、Bearing、Gear建模提供了專門的模塊，能夠?qū)鲃酉到y(tǒng)的各種組件進(jìn)行全面快速的建模和仿真。

圖1 齒輪含空氣的簡化模型 為正確計算電磁場，另外需要對齒輪周圍的空氣進(jìn)行建模，齒輪附近的空氣已采用精細(xì)網(wǎng)格建模（接觸體：InnerAir和BelowGearAir），而遠(yuǎn)離齒輪的空氣則采用粗網(wǎng)格建模（接觸體：OuterAir）。線圈的扇區(qū)是單獨(dú)建模的，這樣它就可以在施加電流的電路中使用。圖1所示。

2.2 彈性軸段單元動力學(xué)建模 技術(shù)人員在面對減速器傳動軸、簡化型電機(jī)轉(zhuǎn)子、規(guī)則化齒輪輪輻等類型部件時，可使用鐵木辛柯梁單元完成動力學(xué)建模。之所以選擇該建模方式，主要是因為借助此類型模型可以幫助技術(shù)人員實時掌控構(gòu)件情況，了解其運(yùn)行狀態(tài)，提高減速器運(yùn)行穩(wěn)定性。

圖1 齒輪含空氣的簡化模型 為正確計算電磁場，另外需要對齒輪周圍的空氣進(jìn)行建模，齒輪附近的空氣已采用精細(xì)網(wǎng)格建模（接觸體：InnerAir和BelowGearAir），而遠(yuǎn)離齒輪的空氣則采用粗網(wǎng)格建模（接觸體：OuterAir）。線圈的扇區(qū)是單獨(dú)建模的，這樣它就可以在施加電流的電路中使用。

模型介紹：在本文中，將導(dǎo)入一個行星齒輪組，它包含太陽輪、齒圈和安裝在行星架上的行星齒輪。本次建模過程主要使用Detailed類型的單列深溝球軸承，其內(nèi)圈固定在太陽輪的軸上，外圈和太陽輪進(jìn)行連接。施加驅(qū)動到太陽輪軸承上，這樣軸承將會傳遞傳遞運(yùn)動給太陽輪，并進(jìn)一步傳遞到軸上，通過這種軸承連接關(guān)系，模擬齒輪間的交互及其動態(tài)行為。

2.2 彈性軸段單元動力學(xué)建模 技術(shù)人員在面對減速器傳動軸、簡化型電機(jī)轉(zhuǎn)子、規(guī)則化齒輪輪輻等類型部件時，可使用鐵木辛柯梁單元完成動力學(xué)建模。之所以選擇該建模方式，主要是因為借助此類型模型可以幫助技術(shù)人員實時掌控構(gòu)件情況，了解其運(yùn)行狀態(tài)，提高減速器運(yùn)行穩(wěn)定性。

應(yīng)變波齒輪是在高速工作的過程中，柔性輪變形為橢圓形，從而使齒輪齒間發(fā)生接觸的機(jī)制，因此很難通過現(xiàn)有的有限元方法(FEA)再現(xiàn)問題。在本案例中，利用RecurDyn的MFBD技術(shù)對應(yīng)變波齒輪減速器進(jìn)行了建模，從而掌握了應(yīng)變波齒輪的動態(tài)行為和各種特性，并根據(jù)仿真結(jié)果改善設(shè)計。

由于深度方向上沒有變形的限制，即齒輪可以在深度方向上自由膨脹（或收縮），因此它被建模為平面應(yīng)力問題。步驟 1：概述 正齒輪的齒與安裝齒輪的軸的軸線平行，在平行軸之間傳輸動力。為了保持恒定的角速度比，兩個嚙合的齒輪必須滿足齒輪傳動的基本定律：齒的形狀必須使得兩個齒接觸點(diǎn)的共同法線必須始終通過中心線上的固定點(diǎn)。接觸點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。

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(jìn)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(zhuǎn)變形- 考慮在軸承施加的組合載荷下的軸承剛度- 考慮在應(yīng)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)。