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圆弧圆柱齿轮啮合仿真评估

2021-11-20 11:57 作者:鱼海科技  | 我要投稿

今天介绍一下如何利用workbench 2020 R2中文版实现圆弧圆柱齿轮啮合的瞬态动力学分析。有限元分析流程分为3大步、3小步,如下图所示。今天将以这种方式介绍使用workbench实现齿轮啮合的分析流程。

图1 有限元分析流程

0前处理

1.1几何模型的构建

将建立好的模型导入到workbench中,如图所示

图2 圆弧圆柱齿轮几何模型

1.2材料定义

材料选用结构钢,密度:7850kg/m3,杨氏模量:2.1e11Pa,泊松比:0.3。

1.3有限元模型的构建

有限元模型的构建包括材料赋予、网格划分以及连接关系的构建。

1.3.1 材料赋予

双击瞬态动力学分析流程中的Model,进入Mechanical界面,把新创建的结构钢材料赋予给两个圆弧圆柱齿轮。

1.3.2 网格划分

在左侧项目树网格处插入一个方法,选中两个齿轮,划分方法为四面体;然后插入两个尺寸调整进行尺寸控制,得到了如图所示的网格模型。

图3 网格模型

1.3.3连接关系的构建

插入两个对地的转动副,分别对两个圆弧圆柱齿轮的内孔面进行约束;同时,插入一个摩擦接触,分别选择两个齿轮的齿面为接触面和目标面,摩擦系数为0.15,如下图所示

图4 连接关系

0求解

2.1 载荷步的设置

单击瞬态下的分析设置,把定义根据改成子步,设置初始子步为25,最小子步为20,最大子步为250,将弱弹簧改成程序控制。

2.2 载荷设置

添加一个连接副载荷,选取其中的一个运动副创建旋转速度,转速大小为0-0.1rad/s。

2.3 约束设置

由于本文已添加运动副并且有足够的约束,因此此处不需要在添加约束。


0后处理

3.1 位移结果

图5 位移云图

3.2 应力结果

图6 应力云图

3.3 应变结果

图7 应变云图


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