齒輪齧合的動態應力分析,需要大俠的指點,看看問題出在那裡

齒輪在齧合的過程中,接觸面是不斷變化的,因此,在做應力分析的時候,我們想得到一系列的應力,對應不同的接觸情況。如果用靜應力分析,只能獲得某一點位置的應力情況。所以想獲得一系列的應力我們可以使用非線性的分析方法來做這個問題。


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齒輪齧合

這個方法是我在一本書上看到的,現在介紹給大家。但是這裡也有一個問題。 就是我和書上設置的是一模一樣的。但是結果卻不一樣。也沒找到原因。 希望瞭解的大俠能給一個意見。下面就是分析過程。

齒輪的創建過程很簡單,用的是“今日製造”插件。 原來是邁迪寶。 私信我回復:今日製造,就會有下載地址。 網絡版,不需要破解。 工具直接就能用。


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今日製造插件

用插件畫這兩個齒輪輕輕鬆鬆。 具體過程不介紹了,都是中文的,我想學過機械的都能會用。

繪製好齒輪後, 在裝配體中配合。然後添加出中心線(基準軸)。


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基準軸

準備工作做完,開始有限元強度分析。 創建一個非線性的靜態算例,選擇“使用2D簡化”。


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設置2D轉化內容, 注意紅框的位置,別選錯了。

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確定後,開始添加分析條件

一、材質:合金鋼

二、連接結合改為:無穿透 (默認是結合)因為兩個齒之間是無法穿透的。但是還不能結合在一起,因為有相對移動。

三、夾具:1、選擇固定鉸鏈 然後選擇兩個齒輪的中心圓。

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2、選擇高級:使用參考幾何體,然後選擇下面齒輪的中心圓。基準選擇基準軸2。 在平移下面的圓周方向上輸入 1 。這個齒輪的旋轉角度為1弧度。因為要求解的是運動過程,所以給了一個運動的角度。


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四、外部載荷:外部載荷,添加力矩。 這個力矩是阻礙齒輪運動的力。


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五、設置非線性算例的屬性


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高級選項

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設置好後開始計算結果。結果如下


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現在問題來了,我們可以看到,一個齒輪的內部應力很大,已經達到破壞的地步力了。 這個力明顯不正常。 書上的就沒有這種現象。 我也考慮一下。這種情況說明中心位置被移動了。從X方向的應力分析可以看出,應力最大的地方是受到的是方向相反的應力,擠壓和拉伸。那麼這個力是怎麼出現的呢?我猜是由於齒輪齧合過程中的分力,因為強制給的位移,所以這個分力很大。有沒有哪位大俠,知道書上是如何做出來的,齒輪中間沒有這麼大應力的?


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回到我們這個案例,我們要分析的是齒輪齧合時候齒輪所受的應力,因此我們可以忽略齒輪中心的應力,只看齒輪齧合部分的應力。我想齒輪齧合位置的應力應該是準確的。下面看看動畫。由於是非線性分析,所以扭力的是由小而大變化的。


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由於我這個齒輪比較小,外徑只有40mm。 所以作用一個10Nm的力矩時,應力是蠻大的。 都達到了破壞得地步


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總結:因為我繪製的齒輪確實是小,這應力的結果也可能是因為內徑較小的原因。 大齒輪我還沒試驗。以後試驗一下在說。如果有大俠知道是怎麼回事也可以評論一下。 給點意見。 想知道最終結果的小夥伴,可以給個關注。試驗好了,找出問題所在,我會在發出來。



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