基于ANSYS的齿轮应力有限元分析.doc

本科毕业设计论文题目： 学生姓名： 所在院系： 机 电 学 院 所学专业： 导师姓名：完成时间： Modeling and Finite Element Analysis of Involute Spur 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 document,we establishes gears involute automatically in the ANSYS software.Then, using the graphical interface operator schema, through a series of orders ,mirror images, revolving and so on, we produce the big and small gear which two mesh mutually. Carring on the stress analysis of the gear by using the finite element analysis software-- ANSYS, we obtain two big and small gears contact stress distribution cloud charts. through with the theoretical analysis results comparison,we explain ANSYS in the gear computation validity and the accuracy. Keywords: ANSYS; APDL;finite element analysis;involute line;contact stress 目 录 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 3.5创建齿廓特征 10 4齿轮接触应力分析 13 4.1模型网格划分 13 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 4.5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 5.2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 20 附录 21 [1]大齿轮渐开线生成的命令流 21 [2]大小齿轮的基本参数表 22 谢辞 23  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、结构紧凑、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，让普通设计人员无需对齿轮做大量的分析研究，就可以基本掌握齿轮的受力和变形情况，并可以利用有限元计算结果，找出设计中的薄弱环节，进而达到齿轮进行设计的目的。由美国ANSYS公司开发的计算机模拟工程结构有限元分析软件ANSYS现已成为世界顶端的有限元分析软件。它融结构、传热学、流体、电磁、声学、爆破分析 于一体，具有功能极为强大的前后处理及计算分析能力。目前广泛应用于土木、水利水电、汽车、机械、采矿、核工业、船舶、日用家电等领域、ANSYS软件作为一款通用有限元分析软件，其强大的建模、网格划分和分析功能极大的方便了用户对产品进行分析。本文以ANSYS软件为