内容发布更新时间 : 2024/5/17 20:10:25星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

格划分过程分为两个步骤：（1）定义单元属性;(2)定义网格生成控制并生成网格。 在单元库中选择SOLID42两齿轮的实体单元，因为SOLID42 为四边形单元，有四个节点，相对于三角形单元而言，计算精度更高，没有三角形那样刚硬，对于带中间节点的四边形而言，节点数更少，节约计算时间，而精度下降不大。

单击/preprocessor/meshing/meshtool/,如图13所示，在弹出的对话框如图14meshtool中选择smartsize,6级精度，单击mesh,选择所要划分的两个齿轮。

图13主菜单中划分网格 图14开始划分网格

25 定义材料属性中弹性模量EX=2.06?10N?mm，泊松比PRXY=0.3，摩擦系数为MU=0.3。要求出精确解，就要在啮合区域进一步细分网格，细分结果见图（15）：

图15 划分网格后的齿轮

4.2创建接触对

利用ansys接触向导（见下图18）,单击左上角创建接触对按钮，弹出如图16所示contact wizard对话框，在targetsurface下选择线，单击pick target弹出selectlinesfor…如图17所示对话框，将啮合小齿轮的齿廓线2和大齿轮的齿廓线1设置为接触对，是齿廓线1为接触面，齿廓线2为目标面，最终生成解除对（见下图19）。同时，将其接触刚度因子FKN和拉格朗日算法允许的最大渗透量FTLON分别设置为1.0和0.1。

图16选择接触类型 图17选择要接触的线

图18ANSYS接触向导 图19接触对

4.3施加边界条件和载荷

接触区域应能保证它足以描述所需要的接触行为。Ansys面-面接触单元使用GAUSS积分点作为接触检查点的缺省值，它比Newton-Cotes/robatto节点积分项产生更精确的结果，把节点坐标系换到柱坐标系，单击应用菜单中的/select/entieies/在弹出的对话框中选择lines/by num and pick/选择小齿轮中内径圆的四条线，之后在选择nodes/attach to/lines all,再单击/preprocessor/modeling/move/modify/rotate node cs/to active cs,则小齿轮的内径圆上的节点坐标系全部转换为柱坐标系，此时X,Y分别代表R,?。单击/preprocessor/solution/define loads/displacement/on nodes（如图20所示）,在弹出的对话框中定义x方向固定不动，使其只有绕齿轮回转中心的转动自由度，即约束X轴。再次单击/preprocessor/solution/define loads/force and moments/on nodes（如图21所示）,在弹出的对话框中选择fy,输入fy的值为-82.9N，则至此小齿轮上的边界条件和载荷施加完毕。同理，约束大齿轮安装孔表面上的节点的所有自由度。约束结果见图16所示

图20定义约束 图21施加载荷

在小齿轮安装孔表面上的每个节点上加Y方向（在圆柱坐标系下即为齿轮径向的切向力）上的载荷FY，见式

FY??转矩??82.9

内圈节点数?内圈半径FY值为负，即小齿轮绕轴线顺时针旋转，加载结果见图16所示。

图16加载载荷和约束后的齿轮

4.4求解

对于非线性问题的ANSYS的方程求解器采用带校正的现行近似来求解。它将载荷分成一系列的载荷向量，可以在几个载荷步内或者一个子步内施加。ANSYS使用牛顿-拉普森平衡迭代的算法，迫使在每个载荷增量的末端解达到平衡收敛（在某个容限范围内）。每次求解前，完全的NR算法估算出残差矢量，这个矢量是回复力（对应于单元应力的载荷）和所加载荷的差值，然后载荷增量的末端解答到平衡收敛(在某个容限范围内)。然后使用非平衡载荷进行线性求解，且核查收敛性。如果不满足收敛准则，重新估算非平衡载荷，修改刚度矩阵，获得新解直到问题收敛。此例采用一个载荷步（其他均为缺省值）进行静力学分析。

单击main menu/preprocessor/solve/current ls，经过一段时间后，弹出一个命令框（如图22所示），显示‘solution is done!’,至此求解完毕。

图22 求解完毕