基于ANSYS的齿轮应力有限元分析.docx

本科毕业设计 论文题目：基于ansys的齿轮应力有限元分析 学生姓名： 所在院系：机电学院 所学专业：机电技术教育 导师姓名： 完成时间: 摘要 本文主要分析了在ansys中齿轮参数化建模的过程。通过修改参 数文件中的齿轮相关参数，利用APDL语言在ANSYS软件中自动建立齿 轮的渐开线。再利用图形界面操作模式，通过一系列的镜像、旋转等 命令，生成两个相互啮合的大小齿轮。运用有限元分析软件ANSYS对 齿轮齿根应力和齿轮接触应力进行分析计算，得出两个大小齿轮的接 触应力分布云图。通过与理论分析结果的比较，验证了 ANSYS在齿轮计 算中的有效性和准确性。 关键词：ANSYS,APDL,有限元分析，渐开线，接触应力。 Modeling and Finite Element Analysis of InvoluteSpur Gear Based on ANSYS Abstract We have mainly analyzed spur gear parametrization modelling process in the ansys software, using the APDL language through revises the gear related parameter in the parameter documenttwe establishes gear* s involute automatically in the ANSYS software.Then, using the graphical interface operator schema, through a series of orders ,mirror images, revo1ving and so on, we produce the big and small gear which two mesh mutual ly. Carring on the stress analysis of the gear by using the finite element analysis software— ANSYS, we obtain two big and small gear* s contact stress distribution cloud charts, through with the theoretical analysis resu11/s comparison.we explain ANSYS in the gear computation validity and the accuracy. Keywords: ANSYS； APDL；finite element analysis；involute 1 ine；contact stress TOC \o 1-5 \h \z 1绪论 5 2齿轮仿真分析方法 6 3齿轮实体模型的建立方法 6 3.1直齿轮建模要求描述 7 3.2渐开线的生成原理 7 3.3创建渐开线曲线 7 3.4齿根过渡曲线生成原理 9 5创建齿廓特征 10 4齿轮接触应力分析 12 4.1模型网格划分 12 4.2创建接触对 14 4.3施加边界条件和载荷 15 4.4求解 16 5计算结果分析 17 4.5. 1仿真计算分析 17 4. 5. 2理论分析 17 5齿根弯曲应力分析 17 5.1建立齿轮模型 17 2划分网格 18 5.3施加载荷和约束 18 5.4求解 18 5.5仿真分析与理论结果对比 19 6结论 19 参考文献 21 附录 22 大齿轮渐开线生成的命令流 22 大小齿轮的基本参数表 23 谢辞 24 1绪论 齿轮是机械中广泛应用的传动零件之一，形式很多，应用广泛。齿轮传动具 有传动功率范围大、传动效率高、结构紧奏、传动比准确、使用寿命长、工作可 靠性好等优点。因此齿轮传动技术成为机械工程技术的重要组成部分，在一定程 度上标志着机械工程技术的水平。由于齿轮传动在机械行业乃至整个国民经济中 的地位和作用，齿轮被公认为工业和工业化的象征。 但从零件的失效情况来看，齿轮也是最容易出故障的零件之一。齿轮传动在 运行工况中常常会发生轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等 很多问题。导致传动性能失效，进而引发严重的生产事故。据统计，在各类机械 故障中齿轮失效就占总数的60%以上，其中齿面损坏和齿根断裂均为齿轮失效的 主要原因。因而有必要对齿轮接触状态的强度性能进行合理的评估并校核其结构 的可靠性。 为此人们对齿轮的齿面接触应力进行了大量的研究与分析。然而，传动齿轮 复杂的应力分布情况和变形机理成为了齿轮设计困难的主要原因，而有限元理论 和各种有限元分析软件的出现，让普