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基于ANSYS的行星齿轮系统参数化建模与模态分析

周立峰  
【摘要】: 本文首先在ANSYS中利用APDL语言,通过参数文件中给定轮系的齿数、模数、行星轮个数、压力角、齿宽、齿轮的变位系数等参数,自动生成行星轮系的有限元模型,包括太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈的有限元模型。在建模的过程中,根据行星轮系的参数和安装条件,计算出每个部件的位置和放置角度,自动完成行星轮系中各部件的定位。 其次,以单对齿轮的扭转分析模型为基础,研究单对齿轮的运动特点,并根据单对齿轮啮合的特点,提出了齿廓节点法定义齿轮副。并且与ANSYS的点-点接触法比较,分别求解单对齿轮的模态,比较了两种方法的频率值和振型;研究了在齿宽方向和啮合线上不同位置,采用节点法定义齿轮副对模态的影响,确定了齿廓节点法定义齿轮副的合理性。 最后,在建立的行星齿轮系统有限元模型的基础上,利用齿廓节点法定义行星轮系中齿轮的齿轮副,根据工况定义行星齿轮系的边界条件,组成了完整的行星齿轮系统;通过ANSYS的模态求解方法计算了行星轮系的模态值,并分析其主要振型;研究了径向齿厚比系数、齿轮的齿宽和行星架圆盘的厚度对行星轮系模态的影响。


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