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摘要：基于車輛-軌道耦合動(dòng)力學(xué)及齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，建立完整的考慮齒輪齒條動(dòng)態(tài)嚙合激勵(lì)的齒軌車輛-軌道耦合動(dòng)力學(xué)理論模型。提出了基于勢能原理的齒輪齒條嚙合剛度計(jì)算方法，并與 Simpack 自帶的 225 號力元以及有限元法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比分析，表明提出的方法具有良好的精度與效率。

本文介紹基于多體動(dòng)力學(xué)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真，使用多體動(dòng)力學(xué)對齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)。首先，介紹RecurDyn/DriveTrain 解決方案；其次，分享相關(guān)應(yīng)用案例；然后，將繼續(xù)驗(yàn)證這種齒輪接觸計(jì)算方法；最后進(jìn)行總結(jié)。

動(dòng)力學(xué)仿真 3.1 模型修改 對于行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真和動(dòng)力學(xué)仿真之間的區(qū)別在于齒輪間相互關(guān)系的建立，在運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真中齒輪間靠齒輪副連接，相互之間的運(yùn)動(dòng)與理論值高度吻合。動(dòng)力學(xué)仿真時(shí)齒輪間采用接觸的方式相互連接，在動(dòng)力學(xué)仿真中會因?yàn)?em>齒輪間接觸剛度和間隙，而使仿真結(jié)果和理論計(jì)算值產(chǎn)生一定的出入，但是更加真實(shí)。

三個(gè)不同的齒頂中徑比（adr= 0.6、0.75、0.9）下，齒輪嚙合剛度隨副齒輪旋轉(zhuǎn)的變化。齒頂值越高，剛度相對較高，但是波動(dòng)也更大。這可能會導(dǎo)致傳動(dòng)系統(tǒng)中的振動(dòng)水平更高。在多體動(dòng)力學(xué)分析中考慮齒輪嚙合剛度 使用靜態(tài)接觸分析評估齒輪嚙合剛度后，下一步是將剛度納入到齒輪模型中，以便我們可以對整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行 NVH 分析。

Ansys解決方案針對上述多體動(dòng)力學(xué)在各個(gè)行業(yè)內(nèi)的一些應(yīng)用，Ansys提供了完整的解決方案，包括：疲勞仿真、模態(tài)仿真、動(dòng)力學(xué)特性、線性有限元分析、多體動(dòng)力學(xué)分析等，并且具有強(qiáng)大的無網(wǎng)格仿真技術(shù)，能夠高效并精確的求解多體運(yùn)動(dòng)與結(jié)構(gòu)變形的耦合問題，能夠?qū)ο到y(tǒng)的運(yùn)動(dòng)性能、結(jié)構(gòu)、振動(dòng)、疲勞等進(jìn)行分析。1、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括齒輪、軸承、轉(zhuǎn)軸、齒輪箱等。

今天介紹一下如何利用workbench實(shí)現(xiàn)錐齒輪嚙合的瞬態(tài)動(dòng)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。

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(tǒng)多體動(dòng)力學(xué)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(tǒng)的多體動(dòng)力學(xué)工具進(jìn)行齒輪分析，能在整機(jī)環(huán)境下模擬齒輪傳動(dòng)與其它部件之間的耦合或者分析控制系統(tǒng)對齒輪傳動(dòng)的影響等。但是由于齒輪傳動(dòng)的復(fù)雜性和專業(yè)性，傳統(tǒng)通用的多體動(dòng)力學(xué)軟件對齒輪傳動(dòng)仿真的準(zhǔn)確度和精確度往往無法達(dá)到齒輪產(chǎn)品的實(shí)際要求。

5.分析設(shè)置支撐設(shè)置好之后進(jìn)行邊界條件的添加，主要是模態(tài)分析的設(shè)置，添加12階模態(tài).默認(rèn)的分析類型表示為沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候的模態(tài)分析結(jié)果，不同的頻率對應(yīng)不同的振型.在轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)中的分析設(shè)置中需要打開克利奧效應(yīng)，表示轉(zhuǎn)動(dòng)慣性的概念。添加坎貝爾圖的幾個(gè)節(jié)點(diǎn)。需要添加相應(yīng)的阻尼。在坎貝爾設(shè)置中添加兩三個(gè)節(jié)點(diǎn)即可，添加轉(zhuǎn)動(dòng)速度如圖所示。

</p><p>ANSYS Workbench作為一個(gè)先進(jìn)的仿真平臺，具備分析和模擬復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的能力。它涵蓋了結(jié)構(gòu)靜力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、剛體動(dòng)力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)熱力學(xué)、電磁場分析以及多物理場耦合分析等多個(gè)領(lǐng)域。這些功能使得工程師能夠?qū)C(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行全面的性能評估，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品的可靠性和性能。

今天學(xué)習(xí)的案例是是Workbench齒輪嚙合瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)評估，該案例的難點(diǎn)是第一點(diǎn)是如何通過接觸對齒輪進(jìn)行等效模擬，第二個(gè)是影響齒輪收斂因素主要是法向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。

本人專攻齒輪動(dòng)力學(xué)、機(jī)械動(dòng)力學(xué)、行星齒輪動(dòng)力學(xué)、人字齒行星齒輪動(dòng)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。

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切線上在圓上滾動(dòng)但不打滑的點(diǎn)或從卷軸上松開的拉緊繩上的點(diǎn)與齒輪結(jié)合形成漸開線齒，也稱為基圓。 3.2 . ANSYS ANSYS 是一種多用途有限元計(jì)算機(jī)工具，用于解決結(jié)構(gòu)和熱傳輸工程分析[20]。

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案例介紹了ANSYS workbench 蝸輪蝸桿瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。 ?

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