夏利变速器齿轮系统建模及输出轴模态分析.doc

课程设计任务书 学 院 XXXXXX学院 专 业 XXXXXXX 学生姓名 XXX 学 号 设计题目：夏利变速器齿轮系统建模及输出轴模态分析 设计内容： 使用CATIA建立变速器齿轮系统主要零部件的三维实体模型并装配。 将输出轴的实体模型导入到ANSYS中，进行划分网格、添加材料属性等前处理。 确定输出轴模态分析的工况及算法，分析轴的振动特性。 技术要求： 1、实体建模结构尺寸和形式正确。并能进行运动模拟 2、设计说明书。其中包括： （1） 写出实体建模步骤。 （2）写出模型导入导出过程。 （3） 写出对模型模态分析的过程。 （4）结论（结果分析及问题讨论）。 （5）参考文献 3、提交CATIA和有限元分析的模型文件及相关文件的电子文档。 进度安排： 1、理解题目要求，查阅资料，学习软件，确定设计方案 1天 2、实体建模 4天 3、有限元分析3天 4、说明书撰写 1天 5、答辩 1天 指导教师（签字）： 年 月 日 专业负责人（签字）： 年 月 日  目 录 1 输出轴三维实体建模 1 1.1 斜齿轮的三维实体模型 1 1.2 齿轮轴的三维实体模型 2 2 三维实体模型由CATIA导入ANSYS的过程 8 2.1 CATIA保存 8 2.2 利用SolidWorks软件进行文件格式的转换 8 2.3 利用ANSYS导入 10 3 实体模型模态分析过程 12 3.1 创建单元类型 12 3.2 定义材料特性 13 3.3 划分单元 14 3.4 指定分析类型 16 3.5 指定分析选项 16 3.6 施加约束 17 3.7 进行求解 19 3.8 进行模态扩展设置 20 3.9 进行扩展求解 21 3.10 列表显示固有频率 22 3.11 查看模态分析的总变形 22 4 ANSYS模态分析的结果 28 参考文献 29 1 输出轴三维实体建模 1.1 斜齿轮的三维实体模型 1）使用宏命令设计齿轮，出现的宏命令定义对话框，如图1.1所示。 图1.1 宏命令定义对话框 2）运行宏命令，出现渐开线圆柱齿轮设计定义对话框，如图1.2所示。输入齿 数Z=17，模数M=3，螺旋角β=15，齿厚B=26，压力角默认，选择右旋，点击创建。 图1.2 渐开线圆柱齿轮设计定义对话框 3）形成的斜齿轮如图1.3所示。 图1.3 形成的斜齿轮 1.2 输出轴的三维实体模型 1）在生成的斜齿轮的一个面上建立直径为28mm的圆，退出工作台后建立凸台高度为2mm的轴段1，形成的轴1如图1.4所示。 图1.4 形成的轴1 2）在新生成的面上建立直径为30mm的圆，退出工作台后建立凸台高度为18mm的轴段2，形成的轴2如图1.5所示。 图1.5 形成的轴2 3）在生成的斜齿轮的另一个面上建立直径为30mm的圆，退出工作台后建立凸台高度为2mm的轴段3，形成的轴3如图1.6所示。 图1.6 形成的轴3 4）在新生成的面上建立直径为32mm的圆，退出工作台后建立凸台高度为25mm的轴段4，形成的轴4如图1.7所示。 图1.7 形成的轴4 5）在新生成的面上建立直径为26mm的圆，退出工作台后建立凸台高度为24mm的轴段5，形成的轴5如图1.8所示。 图1.8 形成的轴5 6）在新生成的面上利用凸台高度为19mm、圆形阵列28份建立花键轴段1，圆形阵列的定义对话框如图1.9所示，形成的花键轴1如图1.10所示。 图1.9 圆形阵列定义对话框 图1.10 形成的花键轴1 7）在新生成的面上建立直径为26mm的圆，退出工作台后建立凸台高度为85mm的轴段6，形成的轴6如图1.11所示。 图1.11 形成的轴6 8）在新生成的面上利用凸台高度77mm、圆形阵列28份建立花键轴段2，形成的花键轴2如图1.12所示。 图1.12 形成的花键轴2 9）在新生成的面上建立直径为25mm的圆，退出工作台后建立凸台高度为16mm的轴段7，形成的轴7如图1.13所示。 图1.13 形成的轴7 10）在新生成的面上建立直径为21mm的圆，退出工作台后建立凸台高度为16mm的轴段8，最终形成的输出轴如图1.14所示。 图1.14 形成的输出轴 2 三维实体模型由CATIA导入ANSYS的过程 2.1 CATIA保存 1）将CATIA画完的文件保存为.igs格式文件，CATIA保存文件对话框如图2.1所示。 图2.1 CATIA保存文件对话框 2.2 利用SolidWorks软件进行文件格式的转换 1）将文件在SolidWorks中用IGES类型打开，SolidWorks打开文件对话框如图2.2所示，SolidWorks打开的输出轴三维实体模型如图2.3所示。 图2.2