基於ANSYS的齒輪結構靜力分析

2022-08-23 23:33:02 字數 1004 閱讀 5733

摘要:本文基於強度分析的原理,利用三維建模軟體solidworks建立好齒輪模型,然後轉換格式利用pro/e和ansys介面,將齒輪模型匯入到ansys中,從而在一定的載荷和約束作用下對齒輪進行強度分析。強度分析有動態分析和靜態分析兩種,本文只進行靜態分析,分析齒輪的應力應變集中的地方是否合理,並從分析所得到的資料中研究其最大應力是否滿足要求,從而完成對齒輪的結構靜力分析。

關鍵詞:強度分析 ansys 有限元分析齒輪結構

1前言齒輪機構可以用來傳遞任意兩軸之間的運動,其傳遞準確可靠,效率很高,而且齒輪機構是傳統和現代機械中應用最為廣泛的一種傳動機構[1]。在各種零件失效的形式中,齒輪也是最容易出現失效的常見零件之一。而且零件的結構強度分析關係到所設計的機器能否正常工作並達到一定的使用要求,因此對齒輪的強度進行分析是很有必要的。

強度分析的目的主要是分析零件的結構強度是否滿足要求,分析所用的資料或圖表的**既可以是一些經驗公式分析後得到的,也可以是從一些相關的強度分析軟體中得到。一般的齒輪都是漸開線齒廓,可以利用相關的軟體進行建模,如本文採用了美國引數技術公司開發的建模軟體pro/e進行齒輪建模,然後再匯入ansys進行強度分析。

2有限元模型的建立

2.1 幾何模型的建立

齒輪的基本引數齒輪:模數m=2.5mm,齒數z=33,壓力角α=25°,為正常齒制的齒輪,h*a=1,c*=0.25,齒寬b=94mm。

為了更加簡便的建模,首先使用solidworks軟體將齒輪的三維實模型建立好。而且由於是結構靜力分析,載荷往往只在乙個齒上,為了使分析效率有所提高,又可以節約計算機的分析時間,根據聖維南原理,可將模型進行一定的簡化。如圖2-1所示。

2.2 模型的匯入

2.2.1ansys簡介

伴隨有限元方法理論的發展,為了更好的使用有限元方法理論進行工程問題的分析求解,一些大型軟體應運而生,其中就包括了ansys。ansysa是運用最為廣泛的有限元分析軟體之一,可以對分析物件進行動態、靜態和熱傳導等分析。它還可以通過對分析物件輸入相關屬性、新增約束以及載荷後,可以由其相關的後處理模組進行應力、應變和溫度等分析,進而得到相關的結果。

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