毕业设计（论文）PPT答辩-基于ANSYS的齿轮应力有限元分析.ppt

基于ANSYS的齿轮应力有限元分析,学生姓名：马跃伟,ModelingandFiniteElementAnalysisofInvoluteSpurGearBasedonANSYS,所在院系：机电学院,所学专业：机电技术教育,导师姓名：逄明华,完成时间：2009年5月27日,2009届本科毕业设计,Henaninstituteofscienceandtechnoligy,研究背景,.齿轮是机械中广泛应用的传动零件之一，形式很多，应用广泛。但从零件的失效情况来看，齿轮也是最容易出故障的零件之一。.由美国ANSYS公司开发的计算机模拟工程结构有限元分析软件ANSYS现已成为世界顶端的有限元分析软件。ANSYS软件作为一款通用有限元分析软件，其强大的建模、网格划分和分析功能极大的方便了用户对产品进行分析。3.本文以ANSYS软件为平台，以直齿圆柱齿轮为实例，研究了在ANSYS环境下实现齿轮精确建模、齿根应力分析、接触应力分析的方法。,Henaninstituteofscienceandtechnoligy,1齿轮应力分析的方法,创建齿轮模型,定义材料属性、单元类型,定义边界条件、加载,做结构静态分析,获取应力分布,拾取变形值,仿真结果,结束仿真？,结束,改变实体参数,2齿轮模型建立与网格划分,建立的齿轮模型,齿轮单齿模型,本篇论文运用APDL语言，自动生成齿轮的渐开线，通过一系列的旋转、镜像、复制等命令，生成齿轮的单个基本齿形（如图一所示）。然后，旋转坐标系为柱坐标系，复制单个齿形，生成大小齿轮模型。然后旋转齿轮适当的角度，是两个齿轮最终实现啮合（如图二所示）。,选择单元类型为PLANE42单元，弹性模量EX为2.06E11,泊松比NUXY为0.3。划分网格采用智能网格划分，六级精度。,3齿轮约束和载荷的施加,1.对于齿轮弯曲应力的分析，我们仅对图一所示的单个齿进行研究，约束齿轮内圆圆弧的节点所有方向的位移，并在齿顶处施加集中力，代替节点处的接触力对齿根应力进行分析。如图所示2.对齿轮接触应力的分析，约束小齿轮内圆的径向位移，约束大齿轮内圆所有方向的位移，在小齿轮内圆的节点上施加周向力，以代替扭矩，并建立解除对。如图所示。,施加载荷后的单个齿,图施加载荷和约束后齿轮,建立的接触对,4齿轮仿真结果的分析,结论:(1)通过应力云图可以看出齿轮在接触点处和齿根处属于应力集中，最容易发生破坏。(2)齿根应力和接触应力与理论分析结果基本一致。,1.齿轮接触应力图,齿轮等效应力图,齿轮接触应力图,2.齿根弯曲应力图,X方向应力图,Y方向应力图,Henaninstituteofscienceandtechnoligy,5结语,本文通过对直齿轮的精确建模，进而进行接触应力和齿根弯曲应力分析，可以看出齿轮应力的分布图和齿轮上的应力集中点。同时，与齿轮应力的理论分析结果相比基本一致，验证了ANSYS进行应力分析的有效性和正确性。从而可以减少试验费用，为齿轮的优化设计和可靠性设计打下新的基础，优化齿轮结构、齿形和齿廓，还能优化齿轮材料和工艺，能实现齿轮结构、材料和工艺的创新设计。,Henaninstituteofscienceandtechnoligy,6谢辞,本次毕业设计，是在指导老师的悉心指导和热心帮助下完成的，老师渊博的学识、治学的严谨、关注最新技术的精神都让我十分敬佩。我不仅得到了老师的谆谆教诲，而且他的认真、敬业、执着的精神，也使我受益匪浅。在此，向他们表示真挚的谢意！另外，也十分感谢同组同学晁伟