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交错轴斜齿轮的仿真及有限元解析

杨晓华  
【摘要】:本文系统地介绍了交错轴斜齿轮的仿真及有限元分析。主要内容包括如何用编程的方式实现渐开线上取点;如何使用Pro/E软件调用外部文件,生成轮齿截面形状;如何对交错轴斜齿轮进行三维建模和对三维模型进行装配以及如何运用ANSYS软件对建立好的模型进行有限元的解析。 齿轮传动技术是技术科学的一个重要分支,齿轮传动的应用范围极其广泛,几乎涉及到国民经济的各个部门。而交错轴斜齿轮传动由于其可以传递既不平行又不相交的两轴之间的运动和动力而被广泛地应用。交错轴斜齿轮的螺旋角一般较大,接近45°左右,这使得交错轴斜齿轮受力后处于三维应力状态;并且啮合时理论上是点接触,这使得我们需要在加载前对交错轴斜齿轮啮合接触的形状进行分析。 目前,国内外都把齿轮传动中强度问题的研究提高到相当重要的地位,传统的比较粗略的计算已不能满足要求,这样就要求我们建立精确的三维齿轮模型并且运用有限元等大型数值方法对模型进行分析和校核。本文通过交错轴斜齿轮的实例给出了较为复杂的模型的建模、仿真以及分析过程和结果。 编程取渐开线上的点的目的就是生成可以供PRO/E使用的文件,在PRO/E中调用此文件就可以生成渐开线曲线。用C语言编写程序,无论是在方便程度还是在灵活性上都比直接在Pro/E中绘制渐开线更具有优势。利用C语言编程后可以方便地生成*.ibl文件,这个文件可以直接被PRO/E软件调用生成图形。 用Pro/E中调用文件的形式生成齿轮端面的轮廓。然后运用Pro/E扫描、混合、阵列等功能生成斜齿轮。这种建模方式的优点:用Pro/E扫描、混合的功能生成的单个轮齿误差小,完全能满足有限元力学分析以及设计装配的需


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