ansys圆柱齿轮模态分析

ANSYS标准齿轮模态分析

曾金石 20094420214 南华过控092班

摘要：标准齿轮在工业生产中有着重要的作用，本文介绍了模态分析的基本原理，利用ANSYS

对标准齿轮建模，由于结构的振动特性决定结构对于各种动力载荷的响应情况，所以在准备进行其他动力分析之前首先要进行模态分析。了解齿轮模型的固有频率、已扩展的振型及相对应力和力分布。

关键词：ANSYS 模态分析 齿轮

Modal analysis of standard gear base on ANSYS Standard gear plays an important role in industrial production,in this article I will introduce the basic principles of modal analysis.Using ANSYS modeling standard gear.structure dui to the vibration characteristics of the structure for a variety of dy

毕 业 设 计(论文)

题 目 基于Workbench的直齿圆柱

齿轮有限元分析

系 别 专业班级 学生姓名 指导教师

机械工程及自动化

二○一一年六月

基于Workbench的直齿圆柱齿轮有限元分析

摘要

齿轮传动作为机械传动最常用的形式之一，具有传动功率大、效率高、传动比准确、使用寿命长、工作安全可靠等特点，它可以用来传递空间任意两轴之间的运动和力。随着机械科学和制造技术的迅速发展，对机械传动系统的精度有了更高的要求，齿轮有限元分析法研究得到了国内外学者们的高度关注。

论文利用Workbench软件对直齿圆柱齿轮进行有限元分析，包括齿轮静力分析和齿轮接触分析。首先，利用AutoCAD软件建立直齿圆柱齿轮的实体模型及齿轮啮合实体模型；其次，在Workbench中，利用该软件与AutoCAD与之间的接口，将实体模型分别导入；再次，在Workbench软件中分别对两种模型进行有限元分析，得到各自的应力分布云图和变形图；最后，对直齿圆柱齿轮和啮合齿轮副分别进行静力与接触理论计算，并将结果与有限元分析结果进行比较。

关键词：直齿圆柱齿轮；有限元分析；接触问题

I

FINITE ELEMENT ANALYSIS OF CYLINDR

毕 业 设 计(论文)

题 目 基于Workbench的直齿圆柱

齿轮有限元分析

系 别 专业班级 学生姓名 指导教师

机械工程及自动化

二○一一年六月

基于Workbench的直齿圆柱齿轮有限元分析

摘要

齿轮传动作为机械传动最常用的形式之一，具有传动功率大、效率高、传动比准确、使用寿命长、工作安全可靠等特点，它可以用来传递空间任意两轴之间的运动和力。随着机械科学和制造技术的迅速发展，对机械传动系统的精度有了更高的要求，齿轮有限元分析法研究得到了国内外学者们的高度关注。

论文利用Workbench软件对直齿圆柱齿轮进行有限元分析，包括齿轮静力分析和齿轮接触分析。首先，利用AutoCAD软件建立直齿圆柱齿轮的实体模型及齿轮啮合实体模型；其次，在Workbench中，利用该软件与AutoCAD与之间的接口，将实体模型分别导入；再次，在Workbench软件中分别对两种模型进行有限元分析，得到各自的应力分布云图和变形图；最后，对直齿圆柱齿轮和啮合齿轮副分别进行静力与接触理论计算，并将结果与有限元分析结果进行比较。

关键词：直齿圆柱齿轮；有限元分析；接触问题

I

FINITE ELEMENT ANALYSIS OF CYLINDR

一、斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成

渐开线直齿齿廓曲面的生成原理如图5-33a 所示，发生面S在基圆柱上作纯滚动时，其上与基圆柱母线平行的直线KK所展成的渐开面即为直齿轮的齿面。

(a) (b) (c)

图 5-33

斜齿轮的齿面形成原理如图5-34a所示，发生面S沿基圆柱纯滚动时，其上一条与基圆柱母线呈βb角的直线KK所展成的渐开螺旋面就是斜齿轮的齿廓曲面。

(a) (b) (c)

图 5-34

一对直齿轮啮合时，齿面的接触线与齿轮的轴线平行（图5-33b），而一对斜齿轮啮合时，齿面接触线是斜直线（图5-34b），接触线先由短变长，而后又由长变短，直至脱离啮合。渐开螺旋面与齿轮端面的交线仍是渐开线，它与同轴线的任一圆柱面的交线为螺旋线，见下图。

不同圆柱面上的螺旋角不同，基圆柱上的螺旋角βb为：

式中：L为螺旋

一、斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成

渐开线直齿齿廓曲面的生成原理如图5-33a 所示，发生面S在基圆柱上作纯滚动时，其上与基圆柱母线平行的直线KK所展成的渐开面即为直齿轮的齿面。

(a) (b) (c)

图 5-33

斜齿轮的齿面形成原理如图5-34a所示，发生面S沿基圆柱纯滚动时，其上一条与基圆柱母线呈βb角的直线KK所展成的渐开螺旋面就是斜齿轮的齿廓曲面。

(a) (b) (c)

图 5-34

一对直齿轮啮合时，齿面的接触线与齿轮的轴线平行（图5-33b），而一对斜齿轮啮合时，齿面接触线是斜直线（图5-34b），接触线先由短变长，而后又由长变短，直至脱离啮合。渐开螺旋面与齿轮端面的交线仍是渐开线，它与同轴线的任一圆柱面的交线为螺旋线，见下图。

不同圆柱面上的螺旋角不同，基圆柱上的螺旋角βb为：

式中：L为螺旋

摘要

本文对传动齿轮的加工工艺路线进行了设计。其中包括了工艺分析，工艺要求，确定毛坯的制造形式，确定定位基准，粗基准的选择，精基准选择的原则，确定各表面加工方案，零件表面的加工方法的选择，提高齿轮的加工精度，工艺路线的拟定，工序的合理组合，加工阶段的划分，工艺路线，确定齿轮的偏差，机械加工余量及毛坯尺寸，毛双联坯形状、尺寸确定的要求，确定机械加工余量，确定毛坯尺寸，设计毛坯图，工序设计，选择加工设备，确定工序尺寸。机械制造工艺规程的制定需选择机械加工余量，加工余量的大小，不仅影响机械零件的毛坯尺寸，设备的调整，材料的消耗，切削用量的选择。先锻件成型后进行表面热处理(正火、淬火、回火等)此次设计的主要内容在于如何使加工工序简单化、降低加工难度。

关键词：工艺路线工序定位基准加工余量

目录

1 零件特点及其工艺性分析 (3)

1.1圆柱齿轮的特点 (3)

1.2圆柱齿轮的技术要求 (4)

1.3审查圆柱齿轮的工艺性 (4)

1.4确定圆柱齿轮的生产类型 (4)

2机械加工工艺规程设计 (5)

2.1选择毛坯 (4)

2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (5)

2.3绘制圆柱齿轮铸造毛坯简图 (5)

3数控加工工艺设计 (6)

3.1 数控加工工艺设计主要内容 (6)

机械设计课程设计

课题名称 一级圆柱齿轮减速器设计

系 别

专 业

班 级

姓 名

学 号

指导老师 梁 喜 凤

完成日期 2011-1-11

目录

一、传动方案拟定…………….………………………………4 二、电动机的选择…………………………………………….6 三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比…….…….9 四、传动装置的运动和动力设计……………………………..9 五、普通V带的设计………………………………………….11 六、齿轮传动的设计…………………………………………..14 七、传动轴的设计………………………….…………………..18 八、箱体的设计………..…………………….………………….28 九、键

摘要

本文对传动齿轮的加工工艺路线进行了设计。其中包括了工艺分析，工艺要求，确定毛坯的制造形式，确定定位基准，粗基准的选择，精基准选择的原则，确定各表面加工方案，零件表面的加工方法的选择，提高齿轮的加工精度，工艺路线的拟定，工序的合理组合，加工阶段的划分，工艺路线，确定齿轮的偏差，机械加工余量及毛坯尺寸，毛双联坯形状、尺寸确定的要求，确定机械加工余量，确定毛坯尺寸，设计毛坯图，工序设计，选择加工设备，确定工序尺寸。机械制造工艺规程的制定需选择机械加工余量，加工余量的大小，不仅影响机械零件的毛坯尺寸，设备的调整，材料的消耗，切削用量的选择。先锻件成型后进行表面热处理(正火、淬火、回火等)此次设计的主要内容在于如何使加工工序简单化、降低加工难度。

关键词：工艺路线工序定位基准加工余量

目录

1 零件特点及其工艺性分析 (3)

1.1圆柱齿轮的特点 (3)

1.2圆柱齿轮的技术要求 (4)

1.3审查圆柱齿轮的工艺性 (4)

1.4确定圆柱齿轮的生产类型 (4)

2机械加工工艺规程设计 (5)

2.1选择毛坯 (4)

2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (5)

2.3绘制圆柱齿轮铸造毛坯简图 (5)

3数控加工工艺设计 (6)

3.1 数控加工工艺设计主要内容 (6)

ANSYS动力学分析指南(连载一)

发表时间：2007-7-25 作者: 安世亚太 关键字: ANSYS 动力学分析 安世亚太 模态分析

第一章模态分析

§1.1模态分析的定义 及其应用

模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性（固有频率和振型），即结构的固有频率和振型，它们是 承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时，也可以作为其它动力学分析问题的起点，例如瞬态动力学分析、 谐响应分析和谱分析，其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析 过程。

ANSYS的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态分析。前者有旋转的涡轮叶片等的 模态分析，后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态分析。

ANSYS产品家族中的模态分析是一个线性分析。任何非线性特性，如塑性和接触（间隙）单元，即使定 义了也将被忽略。ANSYS提供了七种模态提取方法，它们分别是子空间法、分块Lanczos法、PowerDynamics法、 缩减法、非对称法、阻尼法和QR阻尼法。阻尼法和 QR阻尼法允许在结构中存在阻尼。后面将详细介绍模态提取方法。

§1.2模态分析中用到的命令

模态

学号：08507019

2011届本科生毕业论文（设计）

题 目：基于ANSYS的齿轮模态分析

学院(系)：机械与电子工程学院 专业年级： 机制072班 学生姓名： 何旭栋 指导教师： 杨创创 合作指导教师：

完成日期： 2011-06- I

目 录

第一章 绪论 .......................................................................- 1 -

1.1课题的研究背景和意义 ..........................................................- 1 - 1.2 齿轮弯曲应力研究现状 .........................................................- 1 - 1.3 齿面接触应力研究现状 .........................................................- 2 - 1.4 齿轮固有特性研究现状 ...........