基于ANSYSWorkbench手套包装机齿轮传动有限元分析.docxVIP

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基于ANSYSWorkbench手套包装机齿轮传动有限元分析

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王富豪蔡吉飞

摘要：为了验证包装机齿轮啮合部分的强度和刚度是否达到要求，避免齿面的接触部位出现齿根断裂、轮齿折断等齿轮破环现象，以及验证有限元分析与赫兹接触理论相比是否具有可靠性，需要对齿轮容易破坏的部位进行有限元分析，找到齿轮容易发生失效的位置进行优化设计，然后把有限元分析结果与用赫兹接触理论计算的结果进行对比分析。由于包装机的啮合齿轮在工作过程中总会有振动发生，为了识别出系统的模态参数和动力特性优化，因此需要对齿轮进行模态分析。

关键词：手套包装机；齿轮啮合；静力学分析；模态分析

：TB486；TP391.7：A：1400（2021）07-0044-05

GearTransmissionFiniteElementAnalysisofGlovePackingMachineBasedonANSYSWorkbench

WANGFu-hao，CAIJi-fei（BeijingInstituteofGraphicCommunication，Beijing102600，China）

Abstract：Inordertoverifywhetherthestrengthandstiffnessofthegearmeshingpartofthepackagingmachinemeettherequirements，avoidthetoothrootfracture，toothfractureandothergearringbreakingphenomenonatthecontactpartofthetoothsurface，andverifywhetherthefiniteelementanalysisisreliablecomparedwithHertzcontacttheory.Therefore，itisnecessarytocarryoutthefiniteelementanalysisonthepartsofthegearwhichareeasytobedamaged，findoutthepositionwherethegearispronetofailure，andoptimizethedesign，andthencomparetheresultsofthefiniteelementanalysiswiththeresultscalculatedbyHertzcontacttheory.Becausethemeshinggearofpackagingmachinealwaysvibratesintheworkingprocess，inordertoidentifythemodalparametersofthesystemandoptimizethedynamiccharacteristics，itisnecessarytocarryoutmodalanalysisonthegear.

Keywords：glovepackingmachine；gearmeshing；staticanalysis；modalanalysis

手套广泛的应用在医学、农业以及普通的日常生活中，但是无论是医用手套还是家用手套无不面临一个难题，即手套质软、量大，且打包不方便，所以手套包装机在手套打包装箱过程中起非常重要的作用。

手套包装机的机械结构比较复杂，广泛应用于机械传动，例如带传动、链传动、涡轮蜗杆传动和齿轮传动。但在此包装机中，运用最多的为齿轮传动，因为齿轮传动比准确、稳定且传动效率高，有许多的优点。但实际的齿轮传动在工作过程中会存在冲击振动，齿面受力不均匀，以及啮合部位的磨损，也有可能出现齿面的点蚀与胶合，导致齿轮传动失效。为了避免齿轮失效，对齿轮进行有限元分析是十分具有工程意义的。

本文以手套包装机牵引纸张部分对齿轮传动部分进行有限元分析。首先建立手套包装机牵引纸张部分的三维模型，然后单独提取齿轮传动转为通用格式，然后导入ANSYSWorkbench中[1]，对齿轮进行有限元静力分析。由于ANSYSWorkbench拥有完善的接触力计算方法，所以齿轮传动静应力分析一般采用有限元分析，然后通过把结果与赫兹接触理论计算结果对比，主要的分析过程即CAD模型转化为CAE模型，然后包括模型简化，分