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传动齿轮接触应力的有限元分析（在SolidWorks环境下建立齿轮三维实体模型，将生成的一对齿轮模型进行齿轮啮合标准安装生成啮合模型。
通过COSMOS／Works软件网格化成由节点元素组成的有限元模型，施加载荷，进行了齿轮接触应力计算分析，获得了齿轮的接触应力云图，并通过赫兹压力理论验证了基于COSMOS／Works进行有限元分析的正确性，从而实现CAD与CAE的一体化。
）传动齿轮复杂的应力分布情况和变形机理是造成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受力做大量的计算和研究，就可以基本掌握齿轮的受力和变形情况，并可利用有限元计算结果，找出设计中的薄弱环节，进而达到对齿轮进行改进设计的目的。
目前，国内在进行相关研究中多应用Ansys软件进行分析，由于Ansys软件的三维建模功能较弱，生成齿轮模霉!!较为困难。
因此，常常使用UG、ProE等三维设计软件进行齿轮造型，然后导入Ansys 中进行分析，既费时费力，又容易在模型转换过程中产生错误。
本文应用SolidWorks软件完成齿轮建模，无缝导人其集成的有限元软件COSMOS／Works中对研究项目饲料搅拌机中减速器齿轮传动进行接触应力分析，克服了模型转换时产生易错误的问题。
根据有限元分析结果，与赫兹公式计算结果进行对比，验证了分析结果的可靠性，在保证结构安全可靠运行的条件下，提高设计制造的效率，降低设计研制成本。
1 齿轮实体建模及其有限元模型的建立1．1有限元分析的环境本文使用COSMOS／Works有限元分析软件。
COSMOS／Works 是SRAC(structural research analysis corporation，SRAC)推出的一套强大的有限元分析软件，COSMOS／Works是完全整合在SolidWorks中设计分析系统的，可以根据模型迅速地进行各种类型的分析，如静态分析、频率分析、热分析、弯曲分析等，并输出多种图解，如应力、应变、形变、位移等。
第７期２００９年７月机械设计与制造ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ文章编号：１００１—３９９７（２００９）０７—０００１－－０３｝氯齿轮接触应力计算不同有限元模型的比较分析ｉＪ岛＇ｌｉ！ｉ？李杰张磊赵旗ｉ算ｉ（吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室，长春１３００２５）ＣｏｍｐａｒｉｎｇａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｎｇｅａｒｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄａｌｓＵＪｉｅ，ＺＨＡＮＧＬｅｉ，ＺＨＡＯＱｉ（ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＤｙｎａｍｉｃＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇｅｈｕｎ１３００２５，Ｃｈｉｎａ）驴《Ｐ谚《９咿驴ｑＰ、驴，矿驴驴—｛ｔ｝【摘要】为精确计算齿轮齿面接触应力，选择与齿轮实际运转情况最为接近的有限元模型，从赫兹有限元模型的分析入手，研究齿轮接触问题的赫兹有限元解法，然后再将问题扩展到齿轮模型，最后通过对比不同有限元模型之间的差异发现，三维多齿有限元接触模型同齿轮实际运转情况最为接近，且利用该模型不但能使计算更加精确，而且更容易实现变速器齿轮乃至整车的轻量化设计。
关键词：接触应力；赫兹；齿轮；有限元【Ａｂｓｔｒａｃｔ】／ｎｏｒｄｅｒｔｏｃｏｍｐｕｔｅｔｈｅｇｅａｒｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓａｃｃｕｒａｔｅｌｙ，ｃｈｏｓｅｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄａｌｔｈａｔ１１３０，￥ｌｌＳａｒｔｏｔｈｅｇｅａｒａｃｔｕａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎ．ＩｔｃｏｍｍｅｎｃｅｄｆｒｏｍｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＨｅｒｔｚｍｏｄｅｌｆｉｒｓｔｌｙ．ａｎｄｓｆｚ以一ｉｅｄｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｇｅａｒｃｏｎｔａｃｔｐｒｏｂｌｅｍｕｓｅｄｔｈｅＨｅｒｔｚｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄａｌ，ｔｈｅｎｅｘｐａｎｄｅｄｔｈｅｐｒ０６一ｌｅｍｔｏｔｈｅｇｅａｒｍｏｄｅｌ，ｆｉ删ｌｙｆｏｕｎｄｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｔｈｒｏｕｇｈｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｄｓ，ｔｈｅ３Ｄｍｕｌｔｉ－ｇｅａｒｃｏｎｔａｃｔｍｏｄｅｌ｜ｆＪ∞ｎｃａｒｔｏｔｈｅａｃｔｕａｌｇｅａｒｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｓｔｌｙ．ａｎｄｍａｄｅｕｓｅｏｆｔｈｉｓｍｏｄｅｌｎｏｔｏｎｌｙｃｏｕｌｄｍ４２ｋｅｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｌｙ，ｂｕｔａｌｓｏｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｇｅａｒａｎｄｔｈｅｗｈｏｌｅＣａｒｍｄ∽ｅｄｉｎｗｅｉｇｈｔｄｅｓｉｇｎｍｏｒｅｅａｓｉｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓ；Ｈｅｒｔｚ；Ｇｅａｒ；Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｑ口、茹－《》ｑｐ、乎、矿驴驴驴舻舻ｖ２》中图分类号：ＴＨｌ６。
基于有限元法的齿轮强度接触研究分析随着科技的不断进步和人们对机械装置的需求日益迫切，齿轮的应用越来越广泛。
然而，齿轮在工作过程中难免会受到影响，如磨损、断裂等问题，这些问题需要进行有效的分析研究和解决。
基于有限元法的齿轮强度接触研究分析是一种有效的研究方法，本文将对该方法进行介绍和分析。
1.有限元法的基本原理及其在齿轮强度接触研究中的应用有限元法是一种数值分析方法，可用于复杂的结构应力分析和流体力学分析。
其基本思想是将连续体分割成多个有限的单元，并对每个单元的力学性质进行分析，通过单元之间的数学连接，推导出整个结构的力学特性。
在齿轮强度接触研究中，有限元法可用于齿轮的应力分析和接触特性的研究，以减少试验成本，提高研究效率。
2.齿轮强度接触研究分析的流程（1）建立数字模型：首先，建立齿轮数字模型，将齿轮模型分为齿轮齿面和花键齿面两个部分。
（2）有限元网格划分：将齿轮数字模型进行划分，将齿轮分为若干刚性单元或弹性单元。
（3）加载和边界条件：在有限元网格划分之后，对齿轮模型进行边界条件的设置和加载，如载荷、转速等。
（4）计算分析：进行计算分析，得出齿轮应力分布、接触压力、接触应力等参数。
（5）评价分析结果：根据计算分析得出的参数，对齿轮的强度进行评估和修正，并对齿轮材料的选择进行考虑。
3.有限元法在齿轮强度接触研究中的应用案例在有限元法的应用中，有利于通过理论计算和仿真模拟研究齿轮强度和接触特性的长期变化规律。
例如，在某钢轮齿轮接触强度研究中，使用有限元模拟软件分析齿轮强度，考虑两个因素：加载和齿形误差。
结果表明，齿形误差对齿轮强度有显著影响，而错误的安装和调整则会导致更高的齿轮应力。
另外，有限元分析还可以优化齿轮的设计，使其能够承受最大载荷。
4.总结和展望基于有限元法的齿轮强度接触研究分析，在齿轮制造和实际应用中发挥着重要的作用。
随着科技的不断发展和工业应用的需求，这种方法将在更广泛的范围内得到应用。
螺旋锥齿轮有限元接触分析前处理螺旋锥齿轮有限元接触分析前处理是很重要的一环，特别是对于螺旋锥齿轮有限元接触分析来讲，更是重要的步骤，它的成败的关键在于能否正确的进行前处理。
因此，本文将重点介绍螺旋锥齿轮有限元接触分析前处理的内容，希望能够帮助读者正确的理解和开展螺旋锥齿轮有限元接触分析前处理。
首先，螺旋锥齿轮有限元接触分析前处理首先要建立模型，建立的模型需要根据实际情况进行精心设计，以便能够更加准确的进行后续的分析。
在建立模型的过程中，要求模型的精度要与实际的工艺要求保持一致，这样才能保证模型的准确性。
模型建立完毕后，需要对模型中的材料进行单元化处理，这样才能保证有限元分析的精度。
其次，需要为模型建立合适的网格，以便更好的进行有限元分析。
建立网格的过程中，需要考虑有限元分析的精度问题，因此需要谨慎考虑网格的划分问题，同时需要考虑网格的连续性问题，保证其能够尽可能准确的反映实际情况。
再者，需要进行约束和接触分析，主要针对的是齿轮的约束和接触状态。
螺旋齿轮约束分析必须涉及到轴承座的位置，角度，摩擦系数等参数，而螺旋锥齿轮的接触分析过程，主要考虑的是齿轮运行时的接触参数，如齿面接触半径，齿轮传动间隙，接触角度，接触系数等。
最后，需要进行动力学仿真，即计算齿轮传动所传递的动能，它能够反映模型在实际情况下的传动情况，如能量损失，传动间隙，接触区域，传动效率等，以便能够更加准确的估算齿轮传动的性能。
以上是螺旋锥齿轮有限元接触分析前处理的主要内容，它涉及到了模型建立，网格划分，约束和接触分析，动力学仿真等，这些步骤都是前处理的重要环节，只有考虑到这些细节，才能够保证模型的准确性，分析的精度。
因此，在开展螺旋锥齿轮有限元接触分析之前，必须认真的进行前处理，确保每一步的正确性，以便获得更准确的结果。
总之，螺旋锥齿轮有限元接触分析前处理是一项非常重要的任务，它要求前处理工作要认真，考虑周全，设计精细，以便保证模型的准确性，分析的精度。
基于ANSYS的齿轮接触非线性有限元分析XXXX大学（硕、博士）研究生试卷本考试课程名称有限元方法与应用考试考查学科专业机械工程学号XXXXX姓名XXX题目序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 总计评卷教师基于ANSYS的齿轮接触非线性有限元分析摘要：通过研究接触问题有限元基本理论，应用大型有限元分析软件ANSYS对齿轮啮合对进行接触非线性有限元分析。
有限元处理传统解析法无法处理的啮合问题结果比传统计算公式更为准确，且可定量的分析齿轮啮合应变与应力分布情况。
关键词：有限元；ANSYS齿轮；应变；应力Abstract:By studying the basic theory of finite element contact problem, using large-scale finite element analysis software ANSYS to the gear mesh to the contact nonlinear finite element analysis. The finite element mesh of dealing with the traditional analytic method cannot handle problems more accurate results than the traditional calculation formula, and the quantitative analysis of the gear meshing of strain and stress distribution.Key words: finite element; ANSYS gear; strain; stress一、研究背景接触是一种常见的物理现象，它涉及到接触状态的改变，还可能伴随有热、电等过程，因此成为一个复杂的非线性问题。
齿轮啮合就是一种接触行为，传统的齿轮理论分析是建立在弹性力学基础上的，对于齿轮的接触强度计算均以两平行圆柱体对压的赫兹公式为基础，在计算过程中存在许多假设，不能准确反映齿轮啮合过程中的应力以及应变。
西京学院毕业设计（论文）}题目:齿轮系统的有限元分析系（院）: 机电工程系专业: 数控技术班级: 数控0902姓名: 方荣稳!学号: 05指导老师: 李少海日期: 2011年11月—摘要齿轮啮合过程作为一种接触行为, 因涉及接触状态的改变而成为一个复杂的非线性问题。
传统的齿轮理论分析是建立在弹性力学基础上的, 对于齿轮的接触强度计算均以两平行圆柱体对压的赫兹公式为基础,在计算过程中存在许多假设,不能准确反映齿轮啮合过程中的应力以及应变分布与变化。
相对于理论分析,有限元法则具有直观、准确、快速方便等优点。
本论文对齿轮系统同利用有限元法进行实验分析实现对齿轮的有限元模态分析。
利用有限元理论和数值分析方法, 对齿轮系统在加载和离心力共同作用下的变形和强度进行了分析, 研究了离心力对该系统的影响和动态响应。
利用三维啮合弹塑性接触有限元方法对齿轮进行了接触强度分析, 并基于热弹耦合进行了轮齿的修形计算, 得到轮齿的理想修形曲线, 为齿轮动态设计提供了一种非常有效的方法。
将齿轮系统划分为传统系统和结构系统两部分, 通过轴承把两者耦合起来。
采用有限元方法, 建立了实际单级齿轮减速器的有限元动力学模型, 在工作站上用I- DEA S 软件研究了该齿轮系统的固有特性, 所得结果既后映了系统的动力学性能, 又为齿轮系统的动态响应计算和分析奠定了基础。
关键词：齿轮；有限元法; 模态分析；接触; 修形；、目录第一章绪论 (3)有限元的概念 (3)概述 (4)第二章齿轮系统有限元模型的建立 (6)第三章I2DEA S 固有特性的计算方法 (8)第四章齿轮系统有限元模态分析结果 (10)结论 (12)致谢 (14)参考文献 (15)^`第一章绪论有限元的概念有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。
它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。
齿轮接触的有限元分析庞晓琛1、2，汤文成2（1.江阴职业技术学院机电工程系，江苏江阴114405：2东南大学机械工程学院，江苏南京210009)摘要：通过齿轮接触分析应用实例，分析了齿轮接触应力的分布和最大应力，介绍了CAXA 电子图板齿轮建模和ANSYS接触分析的方法对其中遇到的接触问题进行探讨，对在计算过程中可能影响收敛的因素：处理界面约束方法、摩擦模型、接触刚度、初始接触条件等的选择和模拟提出建议，通过算倒说明了有限元分析在齿轮接触问题上的有效性，为其他类型接触问题的分析提供了参考。
关键词齿轮：有限元分析，ANSYS，接触应力，接触问题，非线性中图分类号．THI32.41，O241.82 文献标识码．A 文章编号．1671-5276(2007)06-0038-03 The Finite Element Analysis of Gear Contact StressPANG Xiao-chen1、2 TANG Wen-cheng2前言齿轮是机械中广泛应用的传动零件之一，它具有功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命长等特点，但从零件失效的情况来看齿轮也是最容易出故障的零件之一，据统计，在各种机械故障中，齿轮失效就占总数的60％以上其中齿面损坏又是齿轮失效的主要原因之一【1】。
为此，人们对齿面强度及其应力分布进行了大量研究。
但是，由于普通齿轮的齿廓一般都为渐开线，齿根的过渡曲线也难以确定所以大多数软件很难对齿轮进行精确建模，这在一定程度上影响了对齿面强度及其应力分布的研究进程。
另外在齿轮的传动过程中，存在着非线’的的接触问题，由于接触问题强烈的非线性特性，使得计算时需要较大的计算资源为了进行更有效的计算，理解问题的特性和建立合理的模型是很重要的。
目前，随着计算机技术的发展，出现了一些优秀的大型软件这为齿轮的精确建模提供了可能，也为对齿轮的深入研究创造了条件。
1传统理论分析齿轮间接触问题【1】传统齿轮接触应力的计算公式是以两圆柱体接触的接触应力公式为基础，结合齿轮的参数导出的，1 881年赫兹(Henz )导出了两弹性圆柱体接触表面最大接触应力的计算公式：其中：F——法向压力，N；L——接触线长度，mm；u1，u2——两圆柱体材料的泊松比；e1，e2——两圆柱体材料的弹性模量，MPa；p——当量曲率半径，mm。
胶印机滚筒齿轮接触有限元分析胶印机是目前应用范围相当广泛的一种印刷设备，常常被用来制作各种名片、海报、包装盒等印刷品。
然而，长时间使用后，胶印机的一些重要组件，如滚筒和齿轮等，往往会出现接触不当的问题。
因此，进行胶印机滚筒齿轮接触的有限元分析，对于处理这种问题，提高运行效率和延长设备使用寿命具有非常重要的意义。
在进行胶印机滚筒齿轮接触分析之前，我们需要做一些基本的准备工作。
首先，通过尺寸测量、模拟器模拟等方式获取滚筒和齿轮的精确尺寸，然后将它们输入到有限元分析软件中。
接着，在分析软件中建立模型，选择需要分析的材料，以及相应的材料参数，进行网格划分，设定边界条件和加载方式，最后进行求解。
在进行有限元分析时，我们需要重点关注的是滚筒和齿轮的接触压力和应力分布。
滚筒和齿轮的接触压力是由滚筒与齿距相对运动所引起的，其大小和方向与两者的几何特征、材料性质、运动条件等有关。
在有限元分析中，我们需要考虑滚筒和齿轮在运动过程中的变形、刚度变化等因素，以求得其接触压力的真实分布。
除了接触压力，在分析中我们还需要关注滚筒和齿轮的应力分布。
由于运动过程中存在震荡和冲击等因素，滚筒和齿轮会出现一定的变形和应力集中等现象，这些都会对机器的稳定性和寿命产生一定的影响。
在有限元分析中，我们需要准确计算并分析滚筒和齿轮的应力分布，从而得到关键部位的最大应力值和应力集中程度。
通过有限元分析，我们可以清楚地了解到滚筒和齿轮之间的接触状态，找出存在的问题并加以修复。
例如，如果发现滚筒和齿轮接触不当，可能需要对相关部件进行重新加工或调整，以达到更好的接触效果。
此外，有限元分析还可以进行多种参数的优化和比较，以确定最佳设计方案，提高胶印机的工作效率和性能表现。
总之，胶印机滚筒齿轮接触的有限元分析是一个非常重要的工作，可以帮助我们了解胶印机的运行状态，发现问题并加以解决。
通过对滚筒和齿轮的接触、变形和应力分布等关键参数进行精确计算和分析，可以为胶印机的维护和优化提供实质性的支持和指导。
摘要：本文首先介绍了针对齿轮接触的有限元原理，其次根据齿轮结构特性及相关理论导出渐开线齿廓方程和齿轮啮合位置方程，在此基础上利用有限元方法进行模型构建，进行数值模拟，最后对数值模拟与仿真计算结果展开分析，结论与齿轮实际情况相吻合，以期对齿轮接触强度有限元分析领域有所贡献。
关键词：有限元原理；齿轮；接触强度；数值模拟中图分类号：th114 文献标识码：a1. 齿轮接触的有限元原理齿轮有限元接触理论包括静态分析和动态分析。
静态分析理论中，首先应满足弹性静力学控制方程（式1），这是静态分析的基础，同时附加法向和切向接触条件。
法向接触条件主要是用来判断主从动轮是否接触，且此时的法向应力为压力。
切向接触条件承接法向接触条件，即判断已发生接触的齿轮面之间的接触细节，选用相关模型重点研究其接触面的摩擦情况。
从理论上讲，啮合齿面的摩擦接触状态包括以下3种类型：（1）摩擦接触较为明显的黏结状态；（2）即将脱离摩擦条件的滑动状态；（3）不存在摩擦力的分离状态。
平衡方程式中：ζij，j―应力张量偏导；―体积力张量；uij，uji―位移张量的偏导；εij―应变张量；ζij―应力张量；g，λ―lame常数；δij，δkl―kronecher符号。
ku=q+f （2）式中：k―集成结构的刚度矩阵；u结构节点位移列阵；q―结构节点外部载荷列阵；f―结构节点接触载荷列阵。
因此，进行接触面分析时，首先应先定义齿轮啮合面的接触状态以及接触区，合理判定，并选择出合适的边界条件。
一般采用如式（2）所示的有限元方程来研究主从动轮接触问题。
动态分析的基本控制方程与约束条件与静态方法相似，其求解方程如式（3）所示。
ζij，j+fi-μuit=ρui，tt （3）2. 渐开线齿轮啮合方程2.1 渐开线齿廓方程由端面参数相同的齿轮啮合渐开线以图2所示的齿廓曲线为参照通过移动重叠所形成的曲面作为渐开齿廓曲面。
图1所示中的点p为齿廓上的任一点，而点c为对应分度圆上的点。
