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研究基于ANSYS分析的齿轮设计发布时间：2023-02-01T01:04:06.877Z 来源：《科学与技术》2022年第16期8月作者：刘万俊[导读] 齿轮传动属于机械传动当中核心零件，被广泛应用至机械传动和机械领域当中。
齿轮设计，其主要是针对失效形式实施抗失效计算分析及校核处理。
刘万俊日本电产三协电子（东莞）有限公司广东东莞 523000[摘要]齿轮传动属于机械传动当中核心零件，被广泛应用至机械传动和机械领域当中。
齿轮设计，其主要是针对失效形式实施抗失效计算分析及校核处理。
以ANSYS分析作为辅助性设计手段，能够确保更为高效地完成齿轮设计相关工作。
故本文主要探讨以ANSYS分析为基础实施齿轮设计，仅供业内参考。
[关键词]齿轮设计；ANSYS；有限元；系统软件；前言：齿轮设计实践中，ANSYS分析属于现阶段所广泛应用的一种辅助性设计软件，可帮助设计者们高效完成齿轮设计任务。
因而，以ANSYS分析为基础下齿轮设计开展综合分析，有着一定的现实意义和价值。
1、简述ANSYSANSYS，它是美国的ANSYS公司所研制通用型大型有限元的分析软件，可以和计算机多数的辅助设计软件接口之间，实现数据共享及交换[1]。
2、以ANSYS分析为基础实施齿轮设计2.1工况为更好地以ANSYS分析为基础对齿轮设计开展实践分析，此次选定带式输送机的传动装置作为二级齿轮减速装置，并以高速级的齿轮设计作为研究对象，对以ANSYS分析为基础下齿轮设计进行详细分析。
输入功率为P＝10k W，所输入转速为n1＝960 r/min，高速级的齿数比为u＝3.2，呈斜齿圆柱形齿轮传动，精度为7级。
大齿轮为45钢材料，对其实施调质处理，整个齿面硬度为240 HBS；小齿轮为40Cr材料，对其实施调质处理，整个齿面硬度为280 HBS。
借助常规方法设定高速级的齿轮参数，即Z1及Z2分别是31mm、99mm；mn为2mm；中心距为134mm；齿宽B1及B2分别是70mm、65mm；螺旋β为14°02′5″。
基于ANSYS的齿轮接触应力与啮合刚度研究共3篇基于ANSYS的齿轮接触应力与啮合刚度研究1齿轮作为一种常用的传动元件，在机械系统的运转中发挥着重要的作用。
因此，对于齿轮的力学性能研究具有重要的意义。
本文以ANSYS软件为工具，研究齿轮接触应力与啮合刚度的相关问题。
一、齿轮模型的建立齿轮模型的建立是研究齿轮力学性能的基础。
初步建模需要确定齿轮参数、材料参数等。
在本次研究中，我们选取了一个模数为4的齿轮进行建模，在材料参数选取方面，我们选择了常用的20CrMnTi材料，以其为基础进行实验。
建模之后需要进行网格划分，网格密度的选择会影响后续分析的准确性以及计算时间，因此需要选择合适的密度。
选取太粗的网格会导致结果失真，选取太细的网格则会消耗大量的计算时间。
本次研究选取了相对均匀的中等密度网格，以保证结果的准确性。
二、齿轮接触应力分析齿轮在啮合过程中会产生接触应力，这对于齿轮的寿命和工作效率都有着至关重要的作用。
因此，研究齿轮接触应力，选择适当的润滑方式，对齿轮寿命和传动效率都有着重要的意义。
在ANSYS中进行齿轮接触应力的分析和计算，需要考虑到许多复杂的因素，如齿形、材料参数、润滑方式等。
在本次研究中我们采用了基于有限元方法的接触分析（FEM），对齿轮接触应力进行评估。
得到接触应力的结果后，我们可以对齿轮的寿命进行评估，并针对接触应力过大的地方进行优化处理。
三、齿轮啮合刚度分析除了接触应力之外，齿轮的啮合刚度对于传动的效率和精度也有着重要的影响。
啮合刚度是指啮合中两齿之间相对于轴线方向的相对运动能力，也可以视为齿轮在啮合过程中的弹性变形程度。
齿轮的啮合刚度与齿轮副的堆叠误差、硬度、几何尺寸等的影响有关。
在本次研究中，我们采用了ANSYS的非线性有限元分析方法，对齿轮的啮合刚度进行建模和优化。
通过对啮合刚度的研究，我们可以指导齿轮的加工和优化，提高其传动效率和精度。
四、总结本次研究基于ANSYS对齿轮接触应力和啮合刚度进行了研究。
基于Ansys的齿轮仿真分析吕纯洁【摘要】文章利用Ansys软件对齿轮齿根弯曲应力进行有限元仿真分析,与理论结果做比较,从网格类型、网格精度、加载方式等方面寻求最佳模型,为齿轮的优化设计和可靠性设计奠定了坚实的基础.【期刊名称】《焦作大学学报》【年(卷),期】2010(024)004【总页数】3页(P100-102)【关键词】有限元分析;齿根弯曲应力;应力云图【作者】吕纯洁【作者单位】洛阳理工学院机械工程系,河南,洛阳,471023【正文语种】中文【中图分类】TH132.41齿轮是机械中最重要的零件之一，其形状比较复杂，传统上一般以安全系数、许用应力为基础进行设计，带有很大的近似性。
计算结果无法外推到复杂载荷状况下，缺乏真实的应力应变分布规律，不能进行结构优化设计。
有限元法(FEM)是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法，在机械方面的应用极为广泛。
以齿轮分析为例，近年来建立的齿轮有限元模型更加接近客观实体，为全面准确地模拟齿轮应力应变规律提供了更为可信的基础。
从模型的空间形态上看，三维齿轮模型逐渐取代二维模型，全面直观地反映客观实际;从模型的材料性质上看，材料参数得到细化，涵盖了齿轮弹性和塑性变形特性;从分析过程看，在静态过程基础上深化齿轮动态过程(瞬态、冲击、碰撞等)，为复杂工况的模拟提供了可能［1］。
伴随着计算机硬件的飞速发展与各类有限元应用软件的持续改进，有限元法模拟仿真的精确度、准确度与计算速度不断获得提高。
Ansys软件是大型通用有限元分析软件，能够进行结构、热、声、流体及电磁场等学科的研究。
在利用 Ansys软件对齿轮做仿真分析的过程中，模型形态、网格类型、网格精度和加载方式等因素均对分析结果有影响。
本文以齿轮的齿根弯曲应力为例，结合理论结果，通过对比分析，寻求齿轮仿真分析的最佳模型。
为分析方便，选取整体式直齿圆柱齿轮。
齿轮齿数Z=20，模数m=40mm，分度圆直径d=80mm，齿宽b=30mm，内孔径d0=30mm。
基于ANSYS的内啮合齿轮泵壳体有限元分析及优化
李宏伟;杨成
【期刊名称】《液压与气动》
【年(卷),期】2011(000)002
【摘要】该文利用ANSYS有限元软件对内啮合齿轮泵壳体进行了强度和刚度分析,首先找出了壳体的应力主要集中区和变形量较大的位置,为壳体的设计提供了参考;其次,对壳体进行了优化,在保证壳体的强度达到设计要求的情况下,增强了泵壳的刚度,改善了泵的整体性能,减少了材料的使用,降低了泵的重量,达到节约材料资源的目的.
【总页数】4页(P32-35)
【作者】李宏伟;杨成
【作者单位】济南大学机械工程学院,山东济南,250022;济南大学机械工程学院,山东济南,250022
【正文语种】中文
【中图分类】TH137
【相关文献】
1.基于ANSYS的不同材料齿轮泵壳体的有限元分析 [J], 杨成;李宏伟
2.基于ANSYS Workbench的外啮合齿轮泵泵体有限元分析及优化 [J], 方波;杨丽华;屈盛官;李小强
3.基于ANSYS-CFX的内啮合齿轮泵流场数值模拟 [J], 虎阳;马正刚
4.基于ANSYS的外啮合齿轮泵的有限元分析与结构优化 [J], 汤乐;马新波;唐传胜
5.基于改进粒子群算法的内啮合齿轮泵优化设计 [J], 孙远敬;祁志远;赵国超
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基于ANSYS Workbench超前支架支撑座的优化设计
陈自新;张铁聪;贾冬冬;史根军;伍科
【期刊名称】《煤矿机械》
【年(卷),期】2024(45)6
【摘要】针对ZT24000/25/45D型特殊超前支架支撑座在现场使用过程中发生变形、开裂问题,通过SolidWorks参数化建模及ANSYS Workbench有限元软件分析,发现其设计缺陷。
对支撑座各危险截面进行受力计算,重新设计支撑座尺寸,在ANSYS Workbench优化模块中调用响应面优化设计其最优尺寸方案,并验证优化的可靠性且使产品轻量化。
【总页数】3页(P142-144)
【作者】陈自新;张铁聪;贾冬冬;史根军;伍科
【作者单位】国家能源集团宁夏煤业有限责任公司金凤煤矿;天地宁夏支护装备有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD355.2
【相关文献】
1.基于ANSYS Workbench的丝杠螺母座优化设计
2.基于ANSYS Workbench 的滑环座结构优化设计∗
3.基于ANSYS Workbench的支撑座参数化结构设计
4.基于ANSYS Workbench的四柱支撑掩护式液压支架顶梁分析与优化
5.基于Ansys Workbench皮带机安装座的优化设计
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622013年第31期（总第274期）NO.31.2013( CumulativetyNO.274 )通常在设计齿轮强度选择过程中，采取的多是人工方式进行设计和齿轮强度校验，具体方法是材料力学，用齿轮作为悬臂梁，对齿面接触强度和翅根弯曲强度进行设计和校核。
接着利用所得的设计结果对结构进行设计，同时将二维图纸画出来。
1 设计想法实践中可以看到，ANSYS技术对复杂实体建模表现出一定的局限性，一方面难以保证渐开线齿廓自身的形状精确度，另一方面也不能完成参数化设计。
对于Pro/E软件而言，其可以有效解决这一问题，实现这一操作目标；此外，与ANSYS之间的数据接口性能也比较好。
笔者建议在Pro/E软件应用基础上，建立一个精确度非常高的三维参数化圆柱齿轮模型，然后向ANSYS中导入Pro/E软件得到的模型，对齿轮模态、静态特性等进行有限元分析，此时推土机的终传齿轮自身的强度特性就可以得出，最后可以通过振型图、应用云图以及变形云图等方式和方法，对分析结果进行最为直接的显示。
2 建模图1 齿轮模型以笔者之见，齿轮模型建立只需将模数、齿数以及压力角和螺旋角等齿轮参数整合，并对轮缘、辅板的厚度以及轴孔的半径等参数进行综合考虑，便可以自动生成 齿轮。
低，所以得到了极大的推广。
而现代社会中随着PC机的普及发展，虚拟仪器的测试技术得到了实现，与前两段历程相比，这个阶段操作性更强，且费用最低，其灵活性与效率也最高，势必在将来得到大发展，但是其漏洞在于潜在的第三方技术的升级成为了始终威胁安防系统的隐患。
5 结语信息技术与通信技术的发达使安防技术的质量与效率愈加提高完善。
目前，安防技术已经涵盖了几乎所有行业，包括建筑、生活区、银行、交通、车辆等。
伴随人民生活水平的提高其需求水平相应增加，安防意识也越来越强，信息技术的飞速发展也反过来刺激了不法人员的升级换代，所以安防系统的重要性可想而知，由于智能安防市场的扩大，越来越多的企业开始介入对其的研发，但是客观的安防并不能根除危机隐患，要从根本上杜绝还依赖于社会精神文明的建设，人民总体素质的提高。
doi：10.11832/j.issn.1000-4858.2021.01.022基于ANSYS Workbenc*的外啮合齿轮泵泵体有限元分析及优化方波，杨丽华，屈盛官，李小强(华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640)摘要：为验证高压齿轮泵泵体结构设计与材料选用的合理性，基于ANSYS Workbench软件对齿轮泵壳体组件进行结构静力学与热的综合分析，得到在工作状态下油液压力、温度及受力共同作用下泵体的总变形和等效应力分布情况。
结果表明，泵体在高压出口附近发生较大变形，最大等效应力发生在出油孔内壁。
为减少泵体变形，从结构上加以改进，仿真结果证明了结构改进的可行性。
关键词：齿轮泵泵体;有限元分析；总变形；等效应力中图分类号:TH137文献标志码：B文章编号：1000-4858(2021)01-0140-06Fmye Element Analysis and Optimization of External Gear PumpBody Based on ANSYS WorkbenchFANG Bo,YANG Li-hua,QU Sheng-guan,LI Xiao-qiang(School of Mechanical and Automotive Engineering,South China University of Technology,Guangzhou,Guangdong510640) Abstract：In order te ySfy the reasonabilitc of structura design and mateval selection of high-pressura geer pump body,based on ANSYS Workbench softwaa,the structural static mechanid and thermodynamid of gw pump bodyaaeanalyaed compaehensieely.Then iheioialdeaoamaiion and equiealenisiae s disiaibuiion oaihepump body under the working state oit pressure and temperature are obtained.The results show that larae deformation occuie ner W c high passua outlet of the pump body and the maximum equiveleni stress occuv in W v inner wal l of the ouileihole.An oadeaioaeduceihedeoamaiion oBihepump body,ihesiauciuaalisopiimiaed,and ihe easibiliiyoB the structural opWnization is proved by sigulation.Key wordt:get pump body,finite element analysis,total deformation,equiveleni stress引言目前,外啮合齿轮泵性能的研究主要涉及困油特性［1］、空化特性［2-3］、噪声⑷、齿轮齿廓［5-6］、脉动特性［7］等。
Software Design of the Parametric Stress Analysis in Double-Arc Helical Gears Based on ANSYS and VB 作者： 陈胡兴[1];孙鹏[2]
作者机构： [1]宜兴技师学院机电系,江苏宜兴214206;[2]无锡职业技术学院机械技术学院,
江苏无锡214121
出版物刊名： 无锡职业技术学院学报
页码： 60-61页
年卷期： 2012年 第1期
主题词： 双圆弧齿轮;参数化;ANSYS;VB
摘要：基于结构参数化设计思想,在有限元软件ANSYS的基础上嵌入APDL语言,采用VB语言开发出前后置处理软件。
该软件采用人机对话的方式,操作十分简便,只需输入双圆弧齿轮设计的基本参数,就可以进行计算分析,并且自动获得计算结果。
该软件为设计人员提供了双圆弧齿轮分析应力的工具,也为工程设计分析提供了一种新的思路。
