基于ANSYS的行星齿轮系统参数化建模与模态分析

发布时间：2020-06-11 10:45

【摘要】： 本文首先在ANSYS中利用APDL语言,通过参数文件中给定轮系的齿数、模数、行星轮个数、压力角、齿宽、齿轮的变位系数等参数,自动生成行星轮系的有限元模型,包括太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈的有限元模型。在建模的过程中,根据行星轮系的参数和安装条件,计算出每个部件的位置和放置角度,自动完成行星轮系中各部件的定位。其次,以单对齿轮的扭转分析模型为基础,研究单对齿轮的运动特点,并根据单对齿轮啮合的特点,提出了齿廓节点法定义齿轮副。并且与ANSYS的点-点接触法比较,分别求解单对齿轮的模态,比较了两种方法的频率值和振型;研究了在齿宽方向和啮合线上不同位置,采用节点法定义齿轮副对模态的影响,确定了齿廓节点法定义齿轮副的合理性。最后,在建立的行星齿轮系统有限元模型的基础上,利用齿廓节点法定义行星轮系中齿轮的齿轮副,根据工况定义行星齿轮系的边界条件,组成了完整的行星齿轮系统;通过ANSYS的模态求解方法计算了行星轮系的模态值,并分析其主要振型;研究了径向齿厚比系数、齿轮的齿宽和行星架圆盘的厚度对行星轮系模态的影响。
【图文】：

发生线,渐开线,基圆

图 2.1 渐开线的发生线的长度，等于基圆上被滚过的圆弧长度；法线恒与基圆相切；点也就是渐开线在点 K 的曲率中心，线段 BK 半径愈小。在基圆上其曲率半径为零；于基圆的大小，相同展角处，基圆半径愈大，线变为一条直线，故齿条的渐开线为直线；与展角的关系式)：kkkkinvα = θ=tan α α方程式： =kbkrrcosα

曲线,渐开线齿廓,极坐标系,关键点

图 2.2 极坐标系下渐开线齿廓的建立SYS 中计算得到渐开线上若干点的极坐标值，把这些点设置成为 ANSYS的关键点得到渐开线的齿廓 L1。由参数文件中的参数，，计算得到齿顶圆fs和齿轮的内径 rs，得到极坐标系关键点 1（ras,0），2（rs,0），3（rs,180°/zs），4（坐标值，用直线分别连接关键点 1、2，关键点 3、4，用圆弧线连接关1，生成相应曲线 L1，L2，L3，L4，L5，在点 4 和曲线 L1 采用过渡圆6 的半径大小等于 0.38m。用 AL 命令依次顺时针连接曲线，得到所求渐.3 所示。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH132.41

【引证文献】