双圆弧齿轮传动的啮合特性与仿真研究

双圆弧齿轮传动的啮合特性与仿真研究摘要：随着对齿轮研究的不断深入及工业的不断发展，人们对渐开线齿轮的研究已相当成熟，但随着对齿轮强度要求的不断提高，渐开线齿轮已无法满足要求。而双圆弧齿轮的诞生很好的解决了这一问题，但对其的研究还不成熟。本文研究的主要内容是利用Pro/E软件制作双圆弧齿轮的建模，并利用ANSYS软件完成螺旋角对其应力的影响分析。求出齿轮在啮合过程中应力的变化情况和螺旋角对应力的影响。最后对齿轮进行模态分析，求出齿轮的固有频率。关键词：双圆弧齿轮，Pro/E，模态分析，ANSYSIDoubleCircularArcGearMeshingCharacteristicResearchandSimulationAbstract：Withthedeepeningresearchongearandindustrialdevelopment,peoplesstudyoftheinvolutegearhasbeenquitemature,butwiththecontinuousimprovementofgearstrengthrequirements,involutegearhasbeenunabletomeettherequirements.Thebirthofdoublecirculararcgearsisagoodsolutiontothisproblem,butitsresearchisnotmature.ThemaincontentofthispaperistousePro/Esoftwaretomakeadoublearcgearmodeling,anduseANSYSsoftwaretocompletethescrewangletoitsstressanalysis.Theinfluenceofthestressofthegearduringthecourseofengagementandthestressofthehelixangleiscalculated.Finally,themodalanalysisofthegearsiscarriedout,andthenaturalfrequencyofthegeariscalculated.Keywords:Doublecirculararcgear，Pro/E，Modalanalysis，ANSYSII目录1前言.11.1圆弧齿轮发展概述.11.2圆弧齿轮的国内外发展.11.3圆弧齿轮的特点.21.4圆弧齿轮的应用.21.5本文的主要研究方法和研究内容.21.6本文的研究目的和意义.32.齿轮传动的啮合理论基础.42.1圆弧齿轮共轭原理.42.2圆弧齿轮基本齿廓及其参数计算.42.2.1双圆弧齿轮基本齿廓.42.2.2双圆弧齿轮基本齿廓参数计算.52.3圆弧齿廓齿面方程.73基于Pro/E的双圆弧齿轮的参数化建模.93.1Pro/Engineer软件简介.93.2双圆弧齿轮参数化建模.93.2.1建模思路.93.2.2建模步骤.94基于ANSYS的双圆弧齿轮螺旋角对齿轮应力影响及两种齿轮的应力比较.164.1ANSYS软件简介.164.2分析基本过程及方法.164.2.1定义工作目录及名称.164.2.2导入.igs文件.174.2.3定义单元类型.174.2.4定义材料属性.184.2.5网格划分.184.2.6定义接触对.194.2.7施加约束及载荷.23III4.2.8求解.254.3螺旋角对双圆弧齿轮应力影响.264.3.1分析思路.264.3.2分析结果.264.3.3分析结论.284.4两种双圆弧齿轮GB/T12759-1991与OCT15023-69应力比较.294.4.1分析思路.294.4.2分析过程.294.4.3结果分析.315基于Workbench的双圆弧齿轮动态接触瞬态动力学分析.335.1创建瞬态动力学分析系统.335.2定义材料数据.335.3建立几何模型.345.4创建有限元模型.355.4.1给模型赋予材料属性.355.4.2划分网格.355.4.3选取齿轮齿面.365.4.4定义齿轮齿面接触对.365.4.5定义转动铰链结构.375.5瞬态动力学求解.375.5.1瞬态动力学求解的基本设置.375.5.2定义转速.385.5.3定义阻力矩.395.5.4求解.395.6查看结果.396基于ANSYS的双圆弧齿轮模态分析.426.1模态分析.426.1.1基本概念.426.1.2模态分析作用.426.1.3模态分析方法.42IV6.2分析过程.446.2.1定义工作目录及名称.446.2.2导入.igs文件.446.2.3定义单元类型.446.2.4定义材料属性.446.2.5网格划分.456.2.6施加约束条件.456.2.7定义模态分析.466.2.8求解.476.3分析结果.477总结与展望.487.1论文的主要工作和结论.487.2进一步的研究工作.48参考文献.49致谢.5001前言1.1圆弧齿轮发展概述齿轮传动是现代各类机械中应用最广的一种基本传动形势，它依靠轮齿齿廓直接接触来传递空间任意两轴间的运动和动力，并具有传递功率范围大、传递效率高、传动比准确、使用寿命长，工作可靠等优点，因此，齿轮传动技术成为机械工程技术的重要组成部分。但随着科学技术的发展，对高速、重载、大功率的齿轮传动装置提出了更高的要求。为了提高齿轮传动的承载能力以适应生产发展的要求，1926年美国人威尔德哈泊（E.Wildhaber）首先在齿轮传动中采用圆弧齿形。后来，前苏联的诺维科夫（M.JI.Hobnkob）于1954年又提出了采用端面圆弧齿形的点啮合传动理论，并对其进行分析和实验，结果表明，圆弧齿轮和相同的渐开线齿轮相比，其承载能力远远高于渐开线齿轮，同时，圆弧齿轮寿命更长。但难于制造，并未得到应用。在前苏联的库德略夫采夫提出并解决了利用滚刀滚切法加工圆弧齿轮之后，圆弧齿轮传动才得到真正应用。从此，圆弧齿轮得到迅速的发展。1.2圆弧齿轮的国内外发展20世纪60年代，苏联提出公切线式双圆弧齿轮，这种齿轮广泛应用于重型机械的传动系统中，前苏联制造的减速器，全部采用公切线式双圆弧齿轮，减速器重量较传统齿轮减少30%左右。除了苏联，其他国家也非常重视圆弧齿轮的应用。英国一家名为AEI公司研制了大量的大传动比、大功率圆弧齿轮，并进行大量实验，这种圆弧齿轮是相同渐开线齿轮的36倍。后来，圆弧齿轮的研究中，日本同样取得了很大的成果，日本率先发明出双圆弧齿廓的齿轮油泵，并申请了专利。中国对圆弧齿轮的研究最早是在20世纪50年代中期，从前苏联引入。之后，中国从1958年开始对圆弧齿轮进行了大量的研究和实验，1967年颁布了单圆弧齿轮基准齿形标准。后来又着手研究双圆弧齿轮，并取得很大的成果，并在1978年制定了统一通用型，1980年12月又将统一通用型定为标准齿形。在理论研究方面，经过许多高等院校及科研机构的大量实验，在1986年提出双圆弧齿轮强度计算方法，这对于双圆弧齿轮的发展具有重大意义。11.3圆弧齿轮的特点（1）圆弧齿轮有较高的接触强度和承载能力由于圆弧齿轮是凹凸啮合传动，和渐开线齿轮相比，其综合曲率半径更大，从而有更高的接触强度，通常圆弧齿轮的承载能力是渐开线齿轮的1.5-2.5倍。（2）圆弧齿轮更容易产生动压油膜在传动过程中，接触线由齿轮的一端迅速向另一端移动，从而更容易产生油膜，达到较高的传动效率和抗磨损能力，提高齿轮抗胶合能力并延长齿轮使用寿命。（3）圆弧齿轮有较好的跑合性。在齿轮接触瞬间，由于是凹凸齿形接触，因此非常容易磨合，从而提高齿轮传动精度。（4）圆弧齿轮没有根切现象。渐开线齿轮有齿数限制，因为在齿数较少时，基圆半径会大过齿根圆半径，这样就会产生根切。而圆弧齿轮并不存在这种现场，所以圆弧齿轮可以选择更少的齿数。1.4圆弧齿轮的应用圆弧齿轮应用十分广泛，作为低速重载齿轮传动主要应用于冶金、矿山、石油化工、建材水泥、运输等行业。一些机械所用的圆弧齿轮减速器都大幅度提高了齿轮使用寿命。我国石油工业抽油机几乎全部采用双圆弧齿轮，并且制定了行业标准。圆弧齿轮也在应用于高速重载的汽轮机、压缩机和低速重载的轧钢机等设备上。与一般工业用鼓风机和小型汽轮机发电机组配套的高速圆弧齿轮变速箱已成系列产品，成为我国高速齿轮批量生产的主导产品。1.5本文的主要研究方法和研究内容本文对双圆弧齿轮的研究内容及研究方法主要有以下几点：（1）通过Pro/E三维软件实现对双圆弧齿轮的参数化建模。（2）对双圆弧齿轮进行有限元分析。应用ANSYS软件强大的后处理器功能，对不同螺旋角的双圆弧齿轮进行比较，得出应力随螺旋角的变化情况。（3）利用ANSYS比较两种双圆弧齿轮GB/T12759-1991与OCT15023-69应力大小。2（4）利用ANSYS进行模态分析，求得齿轮固有频率，防止因共振而发生零件间的破坏。1.6本文的研究目的和意义传统的齿轮设计方法在设计双圆弧齿轮时存在很多弊端，例如，设计周期过长、资金消耗较大、工作量大等。本文利用新兴软件的强大处理功能对齿轮进行模拟仿真，得出齿轮在传动中的啮合特性。从而有效的缩短设计周期及设计经费，提高设计效率。这种仿真模拟设计方法也可以应用到其他产品的设计中。因此，有着深远的意义。32.齿轮传动的啮合理论基础2.1圆弧齿轮共轭原理初始制造点接触圆弧齿轮的成形面是彼此沿某条线相切的固连的两个圆弧斜齿条，该斜齿条的法向齿形就是圆弧齿轮的基本齿廓。目前采用过得基本齿廓分为单圆弧和双圆弧两种，单圆弧的基本齿廓为凸齿和凹齿，他们的工作段是圆弧，两个圆弧的半径有很小差值，构成两个圆弧斜齿条。双圆弧齿轮的基本齿廓由凸齿和凹齿两段圆弧构成，关于节线对称布置的两个双圆弧齿轮基本齿廓构成了两个圆弧斜齿条。2.2圆弧齿轮基本齿廓及其参数计算2.2.1双圆弧齿轮基本齿廓双圆弧齿轮基本齿廓分为两种，分阶段式双圆弧齿轮（图2.1）和公切线式双圆弧齿轮（图2.2）。图2.1公切线式双圆弧齿轮4图2.2分阶段式双圆弧齿轮2.2.2双圆弧齿轮基本齿廓参数计算表2.1GB/T12759-1991（分阶段式双圆弧齿轮）齿廓参数法向模数m参数名称1.5336610101616323250压力角024全齿高h2m齿顶高a0.9m齿根高f1.1m侧隙j0.06m0.04m凸齿齿廓圆弧半径a1.3m凹齿齿廓圆弧半径f1.42m1.41m1.395m1.38m1.36m1.34m凸齿齿廓圆心移距量ae0.0163m凸齿齿廓圆心移距量f0.0325m0.0285m0.0224m0.0163m0.0081m0.0000m凸齿齿廓圆心偏移量al0.6289m凹齿齿廓圆心偏移量f0.7086m0.6994m0.6957m0.6820m0.6638m0.6455m凸齿工艺角162052凹齿工艺角29253191930910219059848118351接触点到节线距离kh0.5450m凸齿接触点齿厚aS1.1173m凹齿接触点齿槽宽fkw1.1173m1.1573m凹齿接触点齿厚f1.9643m1.9843m齿根圆弧半径gfr0.5049m05043m0.4884m0.4877m0.4868m0.4858m连接圆弧半径j0.4330m0.4004m0.3710m0.3663m0.3595m0.3520m凸齿连接点高jah0.16m凸齿连接点高if0.20m5表2.2OCT15023-69（公切线式双圆弧齿轮）齿廓参数法向模数m参数名称3.153.156.36.3101016压力角027全齿高h1.95m齿顶高a0.9m齿根高f1.05m侧隙j0.060m0.055m0.050m0.050m凸齿齿廓圆弧半径a1.147m1.150m1.150m1.150m凹齿齿廓圆弧半径f1.307m1.290m1.270m1.250m凸齿齿廓圆心移距量ae0凸齿齿廓圆心移距量f0.07264m0.06356m0.05448m0.04540m凸齿齿廓圆心偏移量al0.3927m凹齿齿廓圆心偏移量f0.50526m0.48994m0.47462m0.45680m工艺角8.1757.6638.3848.577接触点到节线距离kh0.52073m0.52209m0.52209m0.52209m凸齿接触点处齿厚aS1.25857m1.26392m1.26392m1.26392m凹齿接触点处齿槽宽fkw1.31857m1.31892m1.31392m1.31392m齿根圆弧半径gfr0.52246m0.521550.50677m0.49785m凸齿节线齿厚aS1.53215m1.53532m1.53945m1.54061m凹齿节线齿槽宽f1.60941m1.60627m1.60214m1.60098m62.3圆弧齿廓齿面方程一般曲面方程的定义是：曲面上的任何点都满足方程，方程的任何一个解都是曲面上的一点。据此，给出齿面方程的推导过程。圆弧齿廓的齿轮齿面，可以用一段包含接触点的圆弧线段沿齿轮节圆柱作螺旋运动形成。建立、坐标系，设坐标系与齿轮轴线固定连接，Z轴和齿轮轴线重SSS合，XOY平面和齿轮端面重合，Y轴通过齿廓端面对称线，坐标系在坐标系中作S螺旋运动（沿齿轮轴线作等速移动的同时作等速旋转），用旋转角表征的旋转值，1S用表征沿齿轮轴线作等速移动值（为凸齿螺旋参数，与螺旋角等有关）。1P1P坐标系为基本齿廓所在截面坐标系，轴和齿轮轴线夹角为，平面与SSZSXOY齿轮端面的夹角为。轴与齿轮基圆柱相切，轴与轴重合，且坐标系与SXsY坐标系一样，都在S坐标系中作螺旋运动。这样圆弧母线即形成螺旋齿面。初始时坐标系与S坐标系重合。点M在坐标系中的方程为：S（2-0sinco1zeyxas1）其中，为凸齿齿廓圆弧半径1为参变量，为齿廓圆心偏移量。ace坐标系向坐标系的转换方程为：S（2-1osinicsssxzyRz2）将（2-1）代入（2-2）式，得齿廓圆弧在坐标系中的方程为：S（2-11(cos)sininaxyeRz73）向S系的坐标变换公式为：（2-11sincosixyxzpz4）将式（2-3）代入式（2-4）即得圆弧的齿面方程：（2-1111(sin)sin(cos)scoincoiaaxeRyzp5）令即得端面为圆弧的圆弧齿轮齿面方程：0（2-1111(sin)sin(cos)sinaaxeRyzp6）当时，式（2-6）表示的是基本齿廓在与齿轮端面成角的平面内的齿面0方程。以上公式是坐标轴通过齿廓对称线的凸齿单个侧面的齿面方程，想要知道另一侧的齿面方程只需在上述公式中改变齿廓圆心偏移量，的值及为参变量的取ace1值范围就可以了。同时以上公式还可以表示凹齿的齿面，同理，要改变齿廓圆心偏移量，的值及为参变量的取值范围。fcfe283基于Pro/E的双圆弧齿轮的参数化建模3.1Pro/Engineer软件简介Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位。Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这些都是通过标准数据交换格式来实现的，用户更可以配上Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户的环境下具有大部分的设计能力，组装能力和工程制图能力，并且支持符合工业标准的绘图仪和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。3.2双圆弧齿轮参数化建模3.2.1建模思路齿轮建模相对复杂，较直齿齿轮，斜齿齿轮由于存在螺旋角其建模方法更为复杂，现有的斜齿齿轮建模方法是直接绘制端面齿廓，用端面齿廓拉伸成单个齿条，虽然建模步骤较为简单，但其存在一定误差，尤其在齿轮应力分析中，微小的误差都可能使结果发生改变，因此寻求一种更为准确的建模方法显得更为重要。本文在已有的建模方法基础上进行改进，找到了一种更为准确的斜齿齿轮建模方法。基本思路如下：将端面以中心对称轴旋转一个螺旋角，在生成的平面上绘制斜齿条法面齿槽，将绘制好的法面齿槽沿法面的法线方向投影到端面上，这样可以消除直接绘制端面齿槽所带来的误差。在绘制双圆弧齿轮齿槽中，各圆弧圆心以极9坐标形式输入，这样可以减小因分度线转换成分度圆而带来的误差。再以端面生成齿顶圆毛坯，用端面齿槽沿螺旋线方向扫描混合生成单个齿槽，最后圆周阵列齿槽生成整个齿轮模型。3.2.2建模步骤（1）定义变量和关系式：单击“工具”菜单栏，选择“关系”命令，在局部参数对话框中分别输入模数、齿数、螺旋角、凸齿工艺角、齿宽（M=3，Z=30，BETA=15，DELTA=6.3478，B=30），图3.1所示。在关系对话框中输入相关关系式，图3.2所示。pa=1.3*m（凸齿齿廓圆弧半径）ea=0.0163*m（凸齿齿廓圆心移距量）la=0.6289*m（凸齿齿廓圆心偏距量）rj=0.4030*m（连接圆弧半径）pf=1.42*m（凹齿齿廓圆弧半径）ef=0.0325*m（凹齿齿廓圆心移距量）lf=0.7086*m（凹齿齿廓圆心偏距量）rgf=0.5049*m（齿根圆弧半径）hf=1.1*m（齿根高）d=m*z/(cos(beta)（分度圆直径）da=d+1.8*m（齿顶圆直径）df=d-2.2*m（齿根圆直径）gamma1=360*(0.5*pi*m+la)/(pi*(d+2*ea)l1=d/2+eagamma2=deltal2=pa+rjgamma3=360*lf/(pi*(d+2*ef)l3=d/2+efl4=d/2-(hf-rgf)10theta=360*b*tan(beta)/(pi*d)图3.1局部参数输入框图3.2参数输入框（2）创建法平面及法平面坐标系：将FRONT平面和TOP平面分别绕两平面的交线同方向绕过BETA值，构建斜齿轮法面三个正交面RIGHT，DTM1，DTM2，并以此三正交面建立坐标系CS0。图3.3所示。图3.3坐标平面（3）创建齿轮基本圆：在法平面内分别以参数D，DA，DF创建分度圆，齿顶圆，齿根圆。图3.4所示。11图3.4基准圆（4）创建法面齿槽齿廓：以CS0为极坐标创建凸齿圆弧圆心，凹齿圆弧圆心及齿根圆弧圆心，其圆心坐标分别为PNT1：（l1，gamma1），PNT3：（l3，-gamma3），PNT4：（l4，0）。以PNT1为坐标原点创建CS1，在CS1极坐标下建立连接圆弧的圆心坐标PNT2：（l2，gamma2）。分别以PNT1、PNT2、PNT3、PNT4为圆心PA、RJ、PF、RGF为半径草绘法面齿廓。如图3.5所示。再以DTM2平面镜像，生成整个法面齿槽齿廓。如图3.6所示。图3.5半个齿槽齿廓图3.6齿槽齿廓（5）生成端面齿槽齿廓：在菜单“编辑”栏中选择“投影”命令，打开投影操作面板，如图3.7所示。选取曲面栏中选择FRONT平面，方向设置栏中选择DTM1平面，单击按钮，将法面齿廓沿法面的法线方向投影到端面FRONT平面。如图3.8所示。图3.7投影设置栏12图3.8投影齿廓（6）导入螺旋线方程：选择“曲线”命令，弹出曲线绘制菜单栏，图3.9所示，选择“从方程”后点击“完成”按钮，单击总体坐标系，弹出坐标系类型选择菜单，图3.10所示。选择笛卡尔坐标系，弹出方程输入栏，图3.11所示。在方程输入栏中输入以下方程。完成后生成图3.12所示螺旋线。beta=15（螺旋角）b=30（齿宽）m=3（模数）z=30齿数d=m*z/cos(beta)（分度圆直径）theta=360*b*tan(beta)/(pi*d)（圆心角）x=d/2*cos(t*theta)y=d/2*sin(t*theta)（螺旋线方程）z=t*b图3.9螺旋线生成方法设置选项卡图3.10选取螺旋线方程类型选项卡3.11方程输入窗口图3.12生成螺旋线图（7）沿螺旋线复制其他齿廓：选择“编辑”菜单栏中的“特征操作”命令，在13弹出的菜单管理器中选择“复制”“移动”，图3.13所示，单击“完成”，选取上步投影成的齿槽齿廓，点击确认，点击“平移”后选取总体坐标系，单击Z轴，图3.14，弹出移动距离对话框内输入b/3，图3.15，点击对勾，完成平移。继续选择“旋转”命令后选取总体坐标系，单击Z轴，图3.16弹出选准角度对话框内输入theta/3，点击对勾，完成旋转。点击“完成移动”，生成第二个齿槽齿廓。依次在平移和旋转对话框内输入b*2/3，b，和theta*2/3，theta生成第二个和第三个齿槽齿廓。图3.17所示。图3.13特征操作选项卡图3.14平移选项卡图3.15偏移距离输入框图3.16旋转角度输入框图3.17生成复制齿槽14（8）拉伸齿轮轮坯并沿螺旋线生成齿槽拉伸齿轮轮坯：选择拉伸命令，选择FRONT平面为草绘平面，在FRONT平面绘制齿顶圆，直径输入参数DA，点击完成草绘，在拉伸深度栏中输入参数B，定义齿轮宽度。生成齿槽：在“插入”菜单栏中选择扫描混合命令，出现扫描混合设置栏，在设置栏中选择为实体类型，扫描为去除材料。点击“参照”选择步骤（6）创建的螺旋线为扫描轨迹。点击“截面”按钮，选择“所选截面”，依次选取步骤（7）所复制的齿槽齿廓，图3.18所示。点击按钮，完成扫描混合，图3.19所示。图3.18选取齿廓图3.19单个齿槽（9）圆周阵列齿槽：选择上步绘制的齿槽，点击阵列命令，弹出阵列设置栏，在第一栏中选择“轴”，点击总体坐标系“Z”轴，确定阵列中心，在第三栏中输入阵列个数，阵列角度范围选择360。点击完成阵列。图3.20所示。图3.20阵列齿槽154基于ANSYS的双圆弧齿轮螺旋角对齿轮应力影响及两种齿轮的应力比较4.1ANSYS软件简介ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计软件接口，实现数据的共享和交换，是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。ANSYS功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件，在历年的FEA评比中都名列第一。目前，中国100多所理工院校采用ANSYS软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。其中主要包括以下分析类型：结构静力分析、结构动力学分析、结构非线性分析、动力学分析、热分析、电磁场分析、流体动力学分析、声场分析、压电分析。软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便的构造有限元模型，求解模块包括结构分析，热分析，电磁场分析，声场分析，压电分析以及多物理场耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力，后处理器模块和将计算结果以彩色等值线显示，梯度显示，矢量显示，粒子流显示，立体切片显示，透明及半透明显示灯图形方式显示出来，也可将计算结果以图表，曲线形式显示或输出。ANSYS软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟实际工程中各种结构和材料。4.2分析基本过程及方法4.2.1定义工作目录及名称打开ANSYSMechanicalAPDLProductLauncher，在程序对话框中设置工作目录目录名和工作项目名，图4.1所示，以确保进行的工作不会覆盖别的分析工作。单击Run运行ANSYS主程序，出现ANSYS操作界面。图4.2所示。16图4.1启动设置界面图4.2ANSYS主界面4.2.2导入.igs文件选择Utility-File-Import-IGES，图4.3，出现ImportIGESFile对话框，图4.4，单击OK按钮，选择之前以保存的.igs文件。将装配好的双圆弧齿轮模型导入ANSYS中，,图4.5。图4.3打开模型导入图4.4模型导入设置图4.5导入模型界面4.2.3定义单元类型（1）选择MainMenu-Preprocessor-ElementType-ADD/Edit/Delete命令，弹出ElementType对话框，图4.6。（2）在ElementType对话框中单击ADD按钮弹出LibraryofElementType对话框17（3）在LibraryofElementType对话框的双列列表中，左栏中选择Solid，右栏中选择Brick8node45，如图4.7所示。单击OK按钮确认。图4.6添加单元类型图4.7单元类型选择4.2.4定义材料属性（1）选择MainMenu-Preprocessor-MaterialProps-MaterialModels命令，弹出DefineMaterialModelsBehavior对话框。（2）在DefineMaterialModelsBehavior右栏中选择Structure-Linear-elastic-Isotropic，如图4.8所示，弹出LinearIsotropicPropertiesforMaterialNumber1对话框。（3）在LinearIsotropicPropertiesforMaterialNumber1对话框中设置弹性模量EX为2.1e5，泊松比PRXY为0.3，如图4.9所示，单击OK按钮确认。图4.8添加材料属性图4.9设置泊松比弹性模量4.2.5网格划分（1）采用扫略网格划分：选择MainMenu-Preprocessor-Meshing-MeshTool，出现MeshTool对话框，如图4.10所示。18（2）单击Globle后的Set按钮，出现GlobleElementSizes对话框。在SIZEElementedgelength设置中输入2.8。图4.11，单击OK按钮确认。（3）按图选择网格划分方式为Sweep扫略划分。图4.12。（4）单击Sw