基于ANSYS的斜齿轮接触应力有限元分析.pdfVIP

学兔兔 第 4期 (总第 155期) 机 械 工 程 与 自 动 化 NO．4 2009年 8月 MECHANICAL ENGINEERING AUTOMAT10N Aug． 文章 编 号 ：1672—6413(2009)04—023—02 基 于 ANSYS的斜 齿 轮 接 触 应 力 有 限元 分 析 李珊 珊 ，韩 丽俊 。，梁 义 维 (1．太原 理 I--大学 机械 -r程学 院 ，山西 太 原 030024；2．兰州 职 业技 术 学 院 ，甘肃 兰 州 730070；3．文 水 县 职 业 中 学 ， 山西 文 水 032100) 摘要 ：某重卡变速箱 中一对输 出齿轮 副中的主动轮 在啮合 过程中出现寿命 不足现象 ，故应用大型有限元分析软 件 ANSYS对其进行静态 啮合 力分析 ，获得 了齿 轮副的静 态接触 应力云图 ；基于 ANSYS／LS—DYNA进行有 限 元 动 态 分 析 ，与静 态 分 析 相 对 比 ，应力 水 平 增 加 显 著 。综合 静 态 和 动态 接 触 分 析 发 现 啮 入 时 主 动 轮 齿 端 齿 根 处 弯 曲强 度 最 弱 ，易 出 现 折 断 。 关键词 ：斜齿轮 ；静态接触 ；动态接触 ；应力云 图；ANSYS 中 图分 类 号 ；U463．212 ．42 文 献标 识码 ：A 、 0 引 言 为 面面接触对 ，定义静 态接触对 时 ，不允许接 触对间有 当今 国 内重 型 车辆 变速 箱 朝 着 大 载 重 的方 向发 间隙 。接 触单 元 使 用 CONTACT174，目标 单元 使 用 展 ，从而 对齿 轮传 动 的静 、动 态特 性提 出了更高 的要 TARGET170。由于 SOIID185单元只有 z、Y、 方 向 求 。现有 某重 卡变 速箱 中一对 输 出斜齿 轮副 中 的主动 的位 移 自由度 ，不具有旋 转 自由度 ，因此 ，无法直接在 轮在 啮合过 程 中出现寿命 不足 的现 象 ，本文 中应用 大 模 型 上 施 加 扭 矩 ， 因 此 将 齿 轮 的 内 圈 面 定 义 为 型有 限元 分 析 软件 ANSYS对 其 进行 静态 接 触 分 析 ， SHELL181壳单元 ，在轴心处定义质 量单元 MASS21， 并 应 用 ANSYS的 非线 性 动 力学 模 块 LS—DYNA 对 把壳 单元与 质量单元 节点问创建 为刚性 区域 ，以质量单 其 进行 齿轮 传动 的动态接 触分 析 。 元 节点 为主控 节点 ，直接将 大小 为4 000N·m的力矩 1 有 限元模 型 施加 于主控 节点上 。将主动齿 轮刚性 区的主控节点上其 该斜 齿 轮为标 准安装 ，且 不计 轮齿 误差 和轴箱 变 他 自由度 固定 约束 ，只留绕 z方 向的旋转 自由度 ，把从 形 ，具体 的齿 轮参 数见表 1。