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本文介紹基于多體動力學的齒輪傳動系統動力學仿真，使用多體動力學對齒輪傳動系統進行動態仿真的一種新方法，這一方法能使工程師在各種情況或條件下開發齒輪傳動系統。首先，介紹RecurDyn/DriveTrain 解決方案；其次，分享相關應用案例；然后，將繼續驗證這種齒輪接觸計算方法；最后進行總結。

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。動力學仿真時齒輪間采用接觸的方式相互連接，在動力學仿真中會因為齒輪間接觸剛度和間隙，而使仿真結果和理論計算值產生一定的出入，但是更加真實。

Adams 是一款系統級多體動力學仿真平臺，被廣泛應用于汽車、能源、重型機械等多個行業。該工具凝聚了豐富行業應用經驗，能夠快速進行系統級的運動學、動力學仿真、系統級模態及振動分析、與控制系統集成的機電一體化分析、系統疲勞壽命分析等，包括基礎模塊、擴展模塊、車輛專用模塊、新能源專用模塊、實時仿真模塊等。

圖1 幾何模型 1.2 材料定義：使用Adams中的默認材料。 1.3 動力學系統構建： 1.3.1運動副的構建：分別建立三個小行星錐齒輪與輸出軸的轉動副、輸出軸對地的轉動副、輸入軸對地的轉動副、輸入軸齒輪與輸入軸的固定副、大錐齒輪對地的固定副、如圖2所示。

▲ 圖20 各部件瞬態應力分布總結基于EXCITE軟件平臺，可構建完整詳細風機系統動力學模型，可對于風機模型中滑動軸承潤滑以及摩擦磨損進行準確的計算，同時對于齒輪嚙合、軸系扭振計算、NVH特性以及可靠性進行相應的仿真。

· 專業領域模塊：o Adams/Car：汽車行業專屬，快速搭建整車、懸架、轉向、制動系統模型，適配新能源汽車電池包、電驅動總成仿真。Adams/Machinery：機械傳動專用，覆蓋齒輪、軸承、皮帶、鏈條等傳動部件的剛柔耦合仿真。o o Adams/Flex：柔性體分析模塊，結合有限元法模擬部件彈性變形，適配精密機械、航空結構的振動與應力分析。

運用 ADAMS /CAR 模塊建立與表1相對應的汽車前懸架的運動學模型，具體的模型如圖 1 所示。 圖1 麥弗遜懸架多體動力學模型 麥弗遜懸架運動學仿真分析根據前輪上下跳動量，采用雙輪同向激振方式設置激勵方程，車輪的上下跳動行程為 0-150mm。此驅動函數用來模擬車輪通過不平路面時的情景。仿真結果如圖2 -圖3所示。

Adams多體動力學剛柔耦合Adams模塊需求：Adams/Flex或包含此模塊的bundle模塊?案例1：風機傳動系統?Flexible bodies-shafts-gearbox housing? 案例2：發動機平衡軸齒輪?Flexible bodies–Flexible Engine Block, Fr

基于matlab的齒輪-軸-軸承系統的含間隙非線性動力學模型，根據牛頓第二定律，建立齒輪系統嚙合的非線性動力學方程，同時也主要應用修正Capone模型的滑動軸承無量綱化雷諾方程，利用這些方程推到公式建模；用MATLAB求解畫出位移-速度圖像，從而得到系統在不同轉速下的混沌特性，分析齒輪-滑動軸承系統的動態特性。程序已調通，可直接運行。

1 齒軌車輛-軌道耦合動力學模型為研究齒軌車輛-軌道耦合系統動力學特性，本文基于車輛-軌道耦合動力學及齒輪系統動力學理論，建立了考慮齒輪齒條傳動系統動態特性的齒軌車輛-軌道耦合動力學模型，如圖 1 所示。

經緯恒潤擁有著十多年傳統動力傳動系統HIL仿真設備開發服務經驗，可提供完整的相關技術仿真測試解決方案。

海克斯康工業軟件旗下Adams多體動力學仿真軟件可以對車輛進行各種路況和工況的仿真研究，提取傳動系統的載荷輸入的波動信息；Romax傳動系統仿真平臺可導入Adams獲取的載荷信息，進而準確詳細的校核齒輪、軸承和軸等關鍵零部件的耐久性。 本期直播將與大家分享通過Adams和Romax的聯合仿真為動力總成耐久分析的準確度和便捷性提供的新的方法。

２．１ 多體動力學模型為了確保仿真計算的可靠性,需要搭建包含傳動系統的整車模型,針對轟鳴性能試驗結果,對仿真模型進行對標,以便進一步利用模型對轟鳴問題進行分析.整車多體動力學模型包含前懸架、后懸架、傳動系統、轉向系統、輪胎、排氣系統.其中,前懸架為麥弗遜懸架,后懸架為多連桿懸架.整車多體動力學模型如圖５ 所示. ２．２ 發動機激勵車輛在運行過程中,發動機內部會產生較大的激振力

因此，還需要其它工具軟件以滿足齒輪分析的仿真需求。（2）傳統多體動力學軟件由于齒輪專用分析工具存在一定的不足，有些工程人員會使用傳統的多體動力學工具進行齒輪分析，能在整機環境下模擬齒輪傳動與其它部件之間的耦合或者分析控制系統對齒輪傳動的影響等。但是由于齒輪傳動的復雜性和專業性，傳統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品的實際要求。

Ansys解決方案針對上述多體動力學在各個行業內的一些應用，Ansys提供了完整的解決方案，包括：疲勞仿真、模態仿真、動力學特性、線性有限元分析、多體動力學分析等，并且具有強大的無網格仿真技術，能夠高效并精確的求解多體運動與結構變形的耦合問題，能夠對系統的運動性能、結構、振動、疲勞等進行分析。1、動力傳動系統的動力學分析動力傳動系統結構包括齒輪、軸承、轉軸、齒輪箱等。

在adams軟件中，可以基于軟件本身自帶的齒輪模型進行仿真分析，非常方便快捷；當然也可以在外邊使用各種軟件建立齒輪的幾何模型，并導入軟件中進行分析；也可以建立仿真模型即柔性體有限元模型，然后導入到adams軟件中，并開展多體動力學仿真分析。首先介紹軟件中自帶的齒輪模型進行仿真分析。

基于matlab的齒輪系統非線性動力學特性分析，綜合考慮齒側間隙、時變嚙合剛度、綜合嚙合誤差等因素下，參數阻尼比變化調節下，輸出位移、相圖、載荷、頻率幅值結果。程序已調通，可直接運行。