ANSYS齿轮接触应力分析案例.ppt
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1、齿轮的接触分析实例分析问题:一对啮合的齿轮在工作时产生接触,分析其接触的位置、面积和接触力的大小。齿轮的接触分析实例1.相关系数齿顶直径:24齿底直径:20齿数:10厚度:4密度:弹性模量:摩擦系数:中心距:44齿轮的接触分析实例2.建立模型2.1 设定分析作业名和标题(1)从菜单中选择FileChange Jobname,打开“Change Jobname”命令,修改文件名。自定义新的文件名为“gearscontact”,单击【OK】按钮,完成文件名的修改。齿轮的接触分析实例(2)从实用菜单中选择FileChange Directory,打开“Change Directory”命令,可以自定
2、义该文件的目标文件夹,单击【确定】按钮。齿轮的接触分析实例(3)从实用菜单中选择FileChange Title,打开“Change Title”命令,可以自定义修改文件标题。新的文件标题为“contact analysis of two gears”,为本实例的标题名。单击【OK】按钮确定。齿轮的接触分析实例(4)从实用菜单中选择PlotReplot命令,自定义的标题”contact analysis of two gears”将显示在窗口左下角。(5)从主菜单中选择Preference命令,在对话框中选择“Structural”复选框,单击【OK】按钮。齿轮的接触分析实例2.2 定义单元类
3、型(1)从主菜单中选择PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete,打开“Element Type”对话框,单击【Add】。(2)在下图的列表框中选择“Solid”,“4node 182”,单击【OK】。齿轮的接触分析实例(3)在下图的Element Types对话框中单击【Options】弹出单元选项对话框,对PLANE182单元进行设置。设置完成后点击【OK】,然后【Close】。齿轮的接触分析实例2.3 定义实常数(1)从主菜单中选择PreprocessorReal ConstantsAdd/Edit/Delete,打开如下图的“实常数”对话框,点击【A
4、dd】,设置实常数单元类型。齿轮的接触分析实例(2)在弹出的对话框中点击【OK】,弹出如下对话框,点击【OK】,在弹出的对话框中将厚度设置为4。设置完毕,点击【OK】。齿轮的接触分析实例 设置完毕后,点击【Close】关闭实常数对话框。齿轮的接触分析实例2.4 定义材料属性(1)从主菜单中选择PreprocessorMaterial PropsMaterial Models,如下图所示依次双击StructuralLinearElasticIsotropic。齿轮的接触分析实例在弹出的对话框中设置材料的弹性模量EX=2.06E11,泊松比。如下图所示。设置完毕后点击【OK】,回到材料属性对话框界
5、面。齿轮的接触分析实例(2)依次双击StructuralDensity,设置材料密度为。完毕点击【OK】退出。齿轮的接触分析实例(3)依次双击StructuralFriction Coefficient,打开材料摩擦系数对话框。如下图,设置摩擦系数为。完毕点击【OK】,并退出材料属性设置对话框。齿轮的接触分析实例2.5 建立齿轮面模型(1)将当前坐标系设置为总体柱坐标系。从实用菜单中选择WorkPlaneChange Actives CS toGlobal Cylindrical。(2)定义一个关键点。a.从主菜单选择PreprocessorModelingCreateKeypointsIn
6、Active CS。b.建立关键点1。如下图,完毕点击【OK】。齿轮的接触分析实例(3)定义一个点作为辅助点。a.从主菜单选择PreprocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS。b.建立辅助点110。如下图,完毕点击【OK】。齿轮的接触分析实例(4)偏移工作平面到给定位置。a.从实用菜单中选择WorkPlaneOffset WP toKeypoints+。b.在ANSYS图形窗口选择110号辅助点,点击【OK】。(5)旋转工作平面a.从实用菜单中选择WorkPlaneOffset WP by Increments。b.在“XY,YZ,ZX,ZXAng
7、les”文本框中输入-50,0,0,点击【OK】.齿轮的接触分析实例(6)将激活的坐标系设置为工作平面坐标系:WorkPlaneChange Actives CS toWorking Plane。(7)建立第二个关键点。a.从主菜单选择PreprocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS。b.建立关键点2。如下图,完毕点击【OK】。齿轮的接触分析实例(8)将当前坐标系设置为总体柱坐标系。从实用菜单中选择WorkPlaneChange Actives CS toGlobal Cylindrical。(9)建立其余的辅助点。按照与(3)同样的步骤建立其余的
8、辅助点,设置编号一次为120,130,140,150,160,其坐标依次为(16,43)、(16,46)、(16,49)、(16,52)、(16,55)。齿轮的接触分析实例(10)按照步骤(4),将工作平面平移到第二个辅助点。(11)旋转工作平面。a.从实用菜单中选择WorkPlaneOffset WP by Increments。b.在“XY,YZ,ZX,ZX Angles”文本框中输入3,0,0,点击【OK】。(12)将激活的坐标系设置为工作平面坐标系:WorkPlaneChange Actives CS toWorking Plane。(13)建立第三个关键点。a.从主菜单选择Prepr
9、ocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS。b.建立关键点3。如下图,完毕点击【OK】。齿轮的接触分析实例(14)重复以上步骤,建立其余的辅助点和关键点:按照(10)-(13)步,分别把工作平面平移到编号为130,140,150,160的辅助点,然后旋转工作平面,旋转角度均为3,0,0,再讲工作平面设为当前坐标系,在工作平面中分别建立编号为4,5,6,7的关键点,其坐标依次为(,0)、(,0)、(,0)、(,0)。建立完毕后的结果如下图所示:齿轮的接触分析实例(15)建立编号为8,9,10的关键点。a.将当前坐标系设置为总体柱坐标系。从实用菜单中选择W
10、orkPlaneChange Actives CS toGlobal Cylindrical。齿轮的接触分析实例b.从主菜单选择PreprocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS。c.建立关键点8。完毕点击【Apply】。d.建立关键点9。X=24,Y=13。完毕点击【Apply】。g.建立关键点10。X=20,Y=-5。完毕点击【OK】。建立完毕后的结果如右图所示:齿轮的接触分析实例(16)在柱面坐标系中创建圆弧线。a.从主菜单选择PreprocessorModelingCreateLines Straight Line+。b.分别选择关键点10和
11、1,1和2,2和3,3和4,4和5,5和6,6和7,7和8,8和9,完毕点击【OK】。(17)把齿轮边上的线加起来,使其成为一条线。a.从主菜单选择PreprocessorModelingOperateBooleansAddLines。b.在图形窗口选择方才建立的齿轮边上的线,在对话框中点击【OK】。齿轮的接触分析实例c.ANSYS提示是否删除原来的线,选择【Delete】,点击【OK】。(18)偏移工作平面到总坐标系的原点:WorkPlaneOffset WP toGlobal Origin。(19)将工作平面与总体坐标系对齐:WorkPlaneAlign WP withGlobal Car
12、tesian。齿轮的接触分析实例(20)将工作平面旋转13。a.从实用菜单中选择WorkPlaneOffset WP by Increments。b.在“XY,YZ,ZX Angles”文本框中输入13,0,0,点击【OK】。(21)将激活的坐标系设置为工作平面坐标系:WorkPlaneChange Actives CS toWorking Plane。(22)将所有线沿着X-Z面进行镜像(在Y方向)。a.从主菜单中选择PreprocessorModelingReflectLines。b.在对话框中选【Pick All】。c.在弹出的对话框选择X-Z面,在增量中输入1000单击【OK】,选择”
13、Copied”,如下图。镜像结果。齿轮的接触分析实例齿轮的接触分析实例(23)把齿顶上的两条线粘起来。a.从主菜单选择PreprocessorModelingOperateBooleansGlueLines。b.选择齿顶上的两条线,点击【OK】。(24)把齿顶上的两条线加起来,成为一条线。a.从主菜单选择PreprocessorModelingOperateBooleansAddLines。b.选择齿顶上的两条线,点击【OK】。(25)在柱坐标系下复制线。a.将当前坐标系设置为总体柱坐标系。从实用菜单中选择WorkPlaneChange Actives CS toGlobal Cylindri
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- ANSYS 齿轮 接触应力 分析 案例
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