基于ANSYS的外啮合齿轮泵齿轮轴疲劳分析

基于ANSYS的齿轮接触应力与啮合刚度研究共3篇

基于ANSYS的齿轮接触应力与啮合刚度研究共3篇基于ANSYS的齿轮接触应力与啮合刚度研究1齿轮作为一种常用的传动元件，在机械系统的运转中发挥着重要的作用。

因此，对于齿轮的力学性能研究具有重要的意义。

本文以ANSYS软件为工具，研究齿轮接触应力与啮合刚度的相关问题。

一、齿轮模型的建立齿轮模型的建立是研究齿轮力学性能的基础。

初步建模需要确定齿轮参数、材料参数等。

在本次研究中，我们选取了一个模数为4的齿轮进行建模，在材料参数选取方面，我们选择了常用的20CrMnTi材料，以其为基础进行实验。

建模之后需要进行网格划分，网格密度的选择会影响后续分析的准确性以及计算时间，因此需要选择合适的密度。

选取太粗的网格会导致结果失真，选取太细的网格则会消耗大量的计算时间。

本次研究选取了相对均匀的中等密度网格，以保证结果的准确性。

二、齿轮接触应力分析齿轮在啮合过程中会产生接触应力，这对于齿轮的寿命和工作效率都有着至关重要的作用。

因此，研究齿轮接触应力，选择适当的润滑方式，对齿轮寿命和传动效率都有着重要的意义。

在ANSYS中进行齿轮接触应力的分析和计算，需要考虑到许多复杂的因素，如齿形、材料参数、润滑方式等。

在本次研究中我们采用了基于有限元方法的接触分析（FEM），对齿轮接触应力进行评估。

得到接触应力的结果后，我们可以对齿轮的寿命进行评估，并针对接触应力过大的地方进行优化处理。

三、齿轮啮合刚度分析除了接触应力之外，齿轮的啮合刚度对于传动的效率和精度也有着重要的影响。

啮合刚度是指啮合中两齿之间相对于轴线方向的相对运动能力，也可以视为齿轮在啮合过程中的弹性变形程度。

齿轮的啮合刚度与齿轮副的堆叠误差、硬度、几何尺寸等的影响有关。

在本次研究中，我们采用了ANSYS的非线性有限元分析方法，对齿轮的啮合刚度进行建模和优化。

通过对啮合刚度的研究，我们可以指导齿轮的加工和优化，提高其传动效率和精度。

四、总结本次研究基于ANSYS对齿轮接触应力和啮合刚度进行了研究。

ansys疲劳分析基本方法

疲劳是指结构在低于静态极限强度载荷的重复载荷作用下，出现断裂破坏的现象。

例如一根能够承受 300 KN 拉力作用的钢杆，在 200 KN 循环载荷作用下，经历 1,000,000 次循环后亦会破坏。

导致疲劳破坏的主要因素如下：????? 载荷的循环次数；????? 每一个循环的应力幅；????? 每一个循环的平均应力；????? 存在局部应力集中现象。

????? 真正的疲劳计算要考虑所有这些因素，因为在预测其生命周期时，它计算“消耗”的某个部件是如何形成的。

???? ANSYS程序处理疲劳问题的过程????? ANSYS 疲劳计算以ASME锅炉和压力容器规范(ASME Boiler and Pressure Vessel Code)第三节(和第八节第二部分)作为计算的依据，采用简化了的弹塑性假设和Mimer累积疲劳准则。

????? 除了根据 ASME 规范所建立的规则进行疲劳计算外，用户也可编写自己的宏指令，或选用合适的第三方程序，利用 ANSYS 计算的结果进行疲劳计算。

《ANSYS APDL Programmer‘s Guide》讨论了上述二种功能。

????? ANSYS程序的疲劳计算能力如下：????? 对现有的应力结果进行后处理，以确定体单元或壳单元模型的疲劳寿命耗用系数(fatigue usage factors)(用于疲劳计算的线单元模型的应力必须人工输入)；????? 可以在一系列预先选定的位置上，确定一定数目的事件及组成这些事件的载荷，然后把这些位置上的应力储存起来；????? 可以在每一个位置上定义应力集中系数和给每一个事件定义比例系数。

???? 基本术语?????位置(Location)：在模型上储存疲劳应力的节点。

这些节点是结构上某些容易产生疲劳破坏的位置。

????? 事件(Event)：是在特定的应力循环过程中，在不同时刻的一系列应力状态，见本章§。

????? 载荷(Loading)：是事件的一部分，是其中一个应力状态。

基于 Ansys 的齿轮泵齿轮有限元分析

基于 Ansys 的齿轮泵齿轮有限元分析王宇;孟庆鹏【摘要】Gear is an important part of the gear pump.Stress and deformation of the gear at high-speed running plays can decide the normal operation of the entire gear pump.The paper introduces the calculation model for the gear of certain gear pump developed in Ansys and conducts finite element analysis and calculation to get the stress and deformation infor-mation of the gear at high-speed rotating, providing theoretic basis for use and structural improvement of the gear pump.%齿轮作为齿轮泵的重要组成部分, 在正常工作下高速运转时的应力与变形情况对整个齿轮泵能否正常工作起到至关重要的作用. 文中运用Ansys软件建立某型齿轮泵齿轮的计算模型, 并对其进行有限元分析计算, 得到此齿轮高速旋转时的应力及变形情况, 为齿轮泵的使用与结构改进提供理论依据.【期刊名称】《起重运输机械》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】2页(P42-43)【关键词】齿轮泵;齿轮;有限元法;Ansys;分析计算【作者】王宇;孟庆鹏【作者单位】吉林电子信息职业技术学院吉林 132021;吉林机械工业学校吉林132011【正文语种】中文【中图分类】TH137.51齿轮泵为一种常见的液压泵，它具有体积小、质量轻、结构简单等优点，是液压传动系统的主要部件，应用非常广泛。

基于ANSYS软件的齿轮疲劳有限元分析报告

基于ANSYS软件的齿轮疲劳有限元分析报告一、概述本次大作业主要利用ANSYS软件对齿轮的疲劳进行分析,计算出齿轮的最大寿命。

然后与实际情况进行比较,证明分析的正确性,从而为齿轮的优化分析提供了充分的理论依据，并且通过对ANSYS软件的实际操作深刻体会有限元分析方法的基本思想，对有限元分析方法的实际应用有一个大致的认识。

二、问题分析如下图所示为某齿轮三维模型，参考图示形状，自定义尺寸，并建立一对啮合齿，施加50N*M扭矩进行齿轮接触分析，随后进行疲劳分析，分析齿轮寿命，材料为40Cr。

图1 齿轮三、有限元建模寿命分析之前需要进行强度分析，在Windows“开始”菜单中执行ANSYS—Workbench 命令。

创建项目A，进行静力学分析，双击左侧的static structure即可图 2 强度分析项目如图 3所示，40Cr材料的杨氏模量为2.1e11Pa，泊松比为0.3，密度7800kg/m3，两对齿轮的材料一致。

图 3 材料定义双击Geometry进入几何模型建立模块，进行几何建模。

只需要建立齿轮的端面然后拉伸即可，另一对齿轮采用该齿轮进行对称偏移获取，首先建立齿轮端面草绘，为保证结构对称，只建立一半截面，如下图所示：拉伸截面，并对称建立整个单齿，如下所示：同理建立另一齿轮，最终模型如下所示进入Workbench进行材料设置，其中齿轮分别设置材料为结构钢。

进行网格划分，设置网格尺寸为2mm，最终有限元网格模型如下图所示：图7 网格设置图8 网格模型模拟实际情况，从动齿内圈固定，主动齿施加扭矩，如下图所示图9 载荷约束四、有限元计算结果（1）位移变化，如图12所示，结果最大变形为0.2mm，图12 位移云图（2）等效应力计算结果，如图3所示，最大等效应力为467.4MPa图13 等效应力云图添加Fatigue tool进行疲劳分析，Fatigue设置如下寿命云图如下所示，应力最大区域，寿命最小，该齿轮最多可以使用14794次，此后便会发生裂纹破坏。

ansys疲劳分析报告

1.1 疲劳概述结构失效的一个常见原因是疲劳，其造成破坏与重复加载有关。

疲劳通常分为两类：高周疲劳是当载荷的循环（重复）次数高(如1e4 -1e9)的情况下产生的。

因此，应力通常比材料的极限强度低，应力疲劳（Stress-based）用于高周疲劳；低周疲劳是在循环次数相对较低时发生的。

塑性变形常常伴随低周疲劳，其阐明了短疲劳寿命。

一般认为应变疲劳（strain-based）应该用于低周疲劳计算。

在设计仿真中，疲劳模块拓展程序（Fatigue Module add-on）采用的是基于应力疲劳（stress-based）理论，它适用于高周疲劳。

接下来，我们将对基于应力疲劳理论的处理方法进行讨论。

1.2 恒定振幅载荷在前面曾提到，疲劳是由于重复加载引起：当最大和最小的应力水平恒定时，称为恒定振幅载荷，我们将针对这种最简单的形式，首先进行讨论。

否则，则称为变化振幅或非恒定振幅载荷。

1.3 成比例载荷载荷可以是比例载荷，也可以非比例载荷：比例载荷，是指主应力的比例是恒定的，并且主应力的削减不随时间变化，这实质意味着由于载荷的增加或反作用的造成的响应很容易得到计算。

相反，非比例载荷没有隐含各应力之间相互的关系，典型情况包括：σ1/σ2=constant在两个不同载荷工况间的交替变化；交变载荷叠加在静载荷上；非线性边界条件。

1.4 应力定义考虑在最大最小应力值σmin和σmax作用下的比例载荷、恒定振幅的情况：应力范围Δσ定义为(σmax-σmin)平均应力σm定义为(σmax+σmin)/2应力幅或交变应力σa是Δσ/2应力比R是σmin/σmax当施加的是大小相等且方向相反的载荷时，发生的是对称循环载荷。

这就是σm=0，R=-1的情况。

当施加载荷后又撤除该载荷，将发生脉动循环载荷。

这就是σm=σmax/2，R=0的情况。

1.5 应力-寿命曲线载荷与疲劳失效的关系，采用的是应力-寿命曲线或S-N曲线来表示：（1）若某一部件在承受循环载荷, 经过一定的循环次数后,该部件裂纹或破坏将会发展，而且有可能导致失效；（2）如果同个部件作用在更高的载荷下,导致失效的载荷循环次数将减少；（3）应力-寿命曲线或S-N曲线,展示出应力幅与失效循环次数的关系。

基于ANSYS的20CrMnTi齿轮的疲劳寿命分析

荷的水平分量所产生的剪应力和垂直分量所产生的
压应力，而只按齿根危险截面的弯曲应力进行计算，
这也带来了一定的近似性。综上，传统的齿轮齿根弯
曲应力计算方法存在很大的近似性，通过其计算出
的疲劳寿命必然不准确。
3 ANSYS 软件计算齿根弯曲应力
建立一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合模型，两齿轮的尺寸一样，通过 ANSYS 求解在齿轮的一个啮合周期内，齿根处的最大弯曲应力。由于考虑到计算量的大小，我们不需研究整个齿的受载情况。只需研究一个齿在其完整啮合的一个周期内的情况，因此只取其中的三个齿进行研究。 3.1 设定材料参数
力计算法求得危险截面的弯曲应力为：
σF
=
2KT1 Bd1m
YFaYSa
(1)
式中：K 为载荷系数；T1 为小齿轮传递的名义扭矩；
B 为齿宽；d1 为小齿轮分度圆直径；m 为模数；YFa为
齿形系数；YSa 为应力修正系数。
本文中研究的齿轮为标准直齿圆柱齿轮，按
GB/T14230 的要求设计，模数 m=6 mm，齿数为 Z=
图 9 齿根处的弯曲应力随时间变化的曲线 Fig.9 Bending stress-time curve at the tooth root
以读出最大齿根弯曲应力σF=420MPa。这与理论计
算的齿根弯曲应力 345.3MPa 之间存在一定的误差。
1600
600
400
200
0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 工程应变
图 1 20CrMnTi 钢的应力-应变曲线图 Fig.1 Stress-strain curve of steel 20CrMnTi

基于ANSYS的齿轮泵传动有限元分析

图1模型
4.2.1定义单元属性
定义材料属性中弹性模量207Gpa，泊松比PRXY：0．25，在本文的讨论的问题中，摩擦因数Mu=0.25。在Main>Preprocessor>Element Type>Add Edit/Delete目录下设置网格单元。在Main>Preprocessor>Material Props>Material Models目录下定义材料属性。
（6）单击对话框中的Next按钮，进入接触设置对话框。
图5 接触分析
（7）单击对话框中的Optional settings…按钮，弹出的设置对话框。（8）完成设置，单击对话框中的OK按钮，回到接触向导对话框。（9）单击对话框中的Create按钮，完成接触向导，创建好一个接触对，并出现信息提示，如果接触对正确单击Finish完成接触对的创建。
（2）在对话框Target Type栏中选择Flexible如图所示。
（3）选择目标面，在Target Surface下选择Areas，单击Pick Target…弹出拾取对话框。通过鼠标在大齿轮上选择目标面，然后单击OK按钮。
（4）单击向导对话框中的Next按钮，进入下一步，拾取接触面
（5）在该对话框中，在Target Surface下选择Areas，单击Pick Contact…按钮，弹出图形拾取对话框，用鼠标在大齿轮上选择接触面。然后单击OK按钮。
齿轮是机械中常用的一种零件，其在工作的过程中会产生应力，应变和变形，为保证其正常工作需要对齿轮的轮齿和整体受力进行分析，保证其刚度和强度的要求。本论文采用ANSYS软件对齿轮泵进行分析实现对齿轮的虚拟设计。
齿轮啮合过程作为一种接触行为, 因涉及接触状态的改变而成为一个复杂的非线性问题。传统的齿轮理论分析是建立在弹性力学基础上的, 对于齿轮的接触强度计算均以两平行圆柱体对压的赫兹公式为基础,在计算过程中存在许多假设,不能准确反映齿轮啮合过程中的应力以及应变分布与变化。相对于理论分析,有限元法则具有直观、准确、快速方便等优点。关键词：ANSYS；有限元；齿轮泵；soildworks

基于ANSYS的齿轮静强度有限元分析

基于ANSYS的齿轮静强度有限元分析0 引言作为工业领域中不可或缺的配件,齿轮在汽车、航空、冶金、矿山等行业的应用越来越广泛。

齿轮在工作过程中，主要起到啮合传递作用，同时齿轮也承受各种载荷，齿轮的强度对整个传动系统有着至关重要的影响，如果齿轮强度设计不当，在工作过程中齿轮失效会导致整个传动系统无法正常工作，甚至会引起其他部件的连锁失效，同时由于齿轮长时间处于交变荷载或冲击荷载的作用,因而对于其变形和强度的分析显得尤为重要。

有限单元法是利用电子计算机进行数值模拟分析的方法,ANSYS 软件作为一个功能强大、应用广泛的有限元分析软件,不仅有几何建模的模块,而且也支持其他主流三维建模软件,目前在工程技术领域中的应用十分广泛,其有限元计算结果已成为各类工业产品设计和性能分析的可靠依据。

在数学中，有限元法（FEM，Finite Element Method）是一种为求解偏微分方程边值问题近似解的数值技术。

求解时对整个问题区域进行分解，每个子区域都成为简单的，这种简单部分就称作有限元。

它通过变分方法，使得误差函数达到最小值并产生稳定解。

类比于连接多段微小直线逼近圆的思想，有限元法包含了一切可能的方法，这些方法将许多被称为有限元的小区域上的简单方程联系起来，并用其去估计更大区域上的复杂方程。

它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的（较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件（如结构的平衡条件），从而得到问题的解。

这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。

由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。

ANSYS软件是融结构、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。

由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发。

它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。

基于ANSYS Workbench的齿轮弯曲疲劳寿命分析

析模块对１８ＣｒＮｉＭｏ７—６直齿圆柱齿轮进行弯曲疲劳寿命分析，定接触类型齿轮与支撑头接触类型为不分离接触。（５）网格的选取
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｇｅｔｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｚｄａｔａｏｆｔｈｅｓｔｒａｉｇｈｔｓｐｕｒｇｅａｒ，ｕｓｉｎｇｔｈｅｓｔｒａｉｇｈｔｓｐｕｒｇｅａｒｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｅｙｔｅｓｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ，ｔｈｅｓｔｒａｉｇｈｔｓｐｕｒｇｅａｒｗｈｉｃｈｉｓｕｓｅｄ１８ＣｒＮｉＭｏ７－６ａｌｌｏｙｓｔｅｅｌｉｓｔａｋｅｎａｂｅｎｄｉｎｇｆａｔｉｇｕｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．ＴｈｅｏｙｓｔｅｅｌｇｅａｒｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｈａｓｂｅｅｎｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓａｎｄＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈＦａｔｉｇｕｅＴｏｏｌａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｗｉｔｈｔｅｓｔｄａｔａ，ｉｔｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｗｅｃａｎｇｅｔｒｅｌａｔｅｄｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐａｒｔｑｕｉｃｋｌｙｂｙｕｓｉｎｇＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈＦａｔｉｇｕｅＴｏｏｌｔｏｍｅｅｔｃｅｒｔａｉｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃａｓｅｓ．Ｉｔｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｃｙｃｌｅｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｃｏｓｔｓａｎｄｉｔａｌｓｏｈａｓｓｏｍｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．

基于ANSYS_LS_DYNA的齿轮传动线外啮合冲击研究

1 齿轮啮合冲击的弹性冲击碰撞动力学模型
111 齿轮啮合冲击分析在齿轮啮合过程中 , 一对理想齿轮正确啮合的条
件是它们的法节相等 ,即 P b1 = P b2 。但实际上由于存在轮齿误差和变形 , 使得 P b1 ≠P b2 。这样 , 轮齿在啮入点和啮出点会偏离理论啮合线 , 从而导致齿轮传动在啮合开始与结束时发生啮入与啮出冲击。 [9] 研究表明 , 啮入冲击的影响明显比啮出冲击大 , 我们主要讨论啮入冲击对齿轮强度的影响。当 Pb1 < Pb2时 , 将产生啮入冲击 (图 1 ) 。图中 E 点是一对无变形理想齿轮传动的齿廓理论啮合起点 , 在该点进入啮合的轮齿沿接触线方向速度相等 , 传动交替平稳。由
图 1 齿轮啮入冲击示意图
第 9 期王小兵等 : 区间参数不确定性系统的平衡降阶
41
于轮齿受载变形和加工误差的存在 , 实际啮合起点在 D 点。在该点 , 沿接触线方向主从动轮的速度不同 , 产生啮合冲击。此时 , 从动轮的节圆半径突然变小 , 从而使从动轮的转速突然上升 , 冲击位置 D 与冲击时的速度计算可参考文献 [ 6 - 7, 9 ]。 112 基于弹性冲击碰撞理论的齿轮啮合冲击力学模型齿轮啮合冲击问题属于弹性动力学范畴 , 由文献 [ 10 ]线弹性小变形动力学基本控制方程为 : σij, j +ρ 运动方程 fi = ρ u
由于轮齿的受载变形和加工误差 , 在轮齿啮合起始位置 ,齿轮在理论啮合线外发生啮合 , 产生啮入与啮出冲击 ,也称为啮合冲击 , 研究表明啮合冲击是导致齿 [1 - 9] 轮传动振动、噪声和点蚀破坏的主要原因之一。国内外学者对齿轮线外啮合及其冲击问题做了许多的研究 ,文献 [ 1 ]把线外啮合列为齿轮传动振动与噪声的三大原因之一 ; 文献 [ 2 ]对线外啮合与传递误差的关系进行了研究 , 推导出了定量的计算公式 ; 文献 [ 3 ] 把传递误差作为齿轮振动噪声的激励源 , 研究了齿轮动力学问题 ; 文献 [ 4 - 5 ]分析了线外啮合冲击与齿轮点蚀破坏之间的关系 ; 文献 [ 6 ]研究了啮入冲击的动态响应 ; 文献 [ 7 ]给出了基于机械动力学理论和能量守恒定律的线外啮合冲击力的计算公式 ; 文献 [ 8 ]研究了基于线外啮入冲击速度的动载荷因子计算 ; 文献 [ 9 ]研究了通过降低啮入冲击速度减少传动噪声的设计与制造问题。 [8 - 9] 齿轮啮合冲击时的初始速度已能精确计算 , 但对线外啮合的冲击力、冲击时间与相应的冲击应力等问题尚缺少在连续体弹性动力学层面的深入研究 , 齿轮啮合冲击问题的本质是连续体弹性体动力冲击碰撞问题 ,目前的研究都把这一问题当成集中质量的碰 [6 - 7] 撞问题 ,冲击问题本身是一个强非线性问题 , 冲击过程极其复杂 ,解析方法无法准确地求解这一问题。 ANSYS /LS2 DYNA 是求解冲击碰撞问题的有限元数值分析软件 ,可用于齿轮啮合冲击问题的研究 , 它可以处理结构形状、边界条件、载荷工况均很复杂的问题 ,也可以考虑传动误差和轮齿表面的摩擦 , 目前尚未见有用 ANSYS /LS2 DYNA 分析与求解齿轮啮合冲击问题的文献 , 本文对使用 ANSYS /LS2 DYNA 求解齿轮啮

基于ANSYS Workbench的外啮合齿轮泵泵体有限元分析及优化

doi：10.11832/j.issn.1000-4858.2021.01.022基于ANSYS Workbenc*的外啮合齿轮泵泵体有限元分析及优化方波，杨丽华，屈盛官，李小强(华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640)摘要：为验证高压齿轮泵泵体结构设计与材料选用的合理性，基于ANSYS Workbench软件对齿轮泵壳体组件进行结构静力学与热的综合分析，得到在工作状态下油液压力、温度及受力共同作用下泵体的总变形和等效应力分布情况。

结果表明，泵体在高压出口附近发生较大变形，最大等效应力发生在出油孔内壁。

为减少泵体变形，从结构上加以改进，仿真结果证明了结构改进的可行性。

关键词：齿轮泵泵体;有限元分析；总变形；等效应力中图分类号:TH137文献标志码：B文章编号：1000-4858(2021)01-0140-06Fmye Element Analysis and Optimization of External Gear PumpBody Based on ANSYS WorkbenchFANG Bo,YANG Li-hua,QU Sheng-guan,LI Xiao-qiang(School of Mechanical and Automotive Engineering,South China University of Technology,Guangzhou,Guangdong510640) Abstract：In order te ySfy the reasonabilitc of structura design and mateval selection of high-pressura geer pump body,based on ANSYS Workbench softwaa,the structural static mechanid and thermodynamid of gw pump bodyaaeanalyaed compaehensieely.Then iheioialdeaoamaiion and equiealenisiae s disiaibuiion oaihepump body under the working state oit pressure and temperature are obtained.The results show that larae deformation occuie ner W c high passua outlet of the pump body and the maximum equiveleni stress occuv in W v inner wal l of the ouileihole.An oadeaioaeduceihedeoamaiion oBihepump body,ihesiauciuaalisopiimiaed,and ihe easibiliiyoB the structural opWnization is proved by sigulation.Key wordt:get pump body,finite element analysis,total deformation,equiveleni stress引言目前,外啮合齿轮泵性能的研究主要涉及困油特性［1］、空化特性［2-3］、噪声⑷、齿轮齿廓［5-6］、脉动特性［7］等。

基于ANSYS的齿轮箱齿轮特性分析

广东造船2019年第3期（总第166期）46作者简介：赵晓明（1986-），男，讲师。

研究方向为轮机工程。

收稿日期：2019-01-19基于ANSYS的齿轮箱齿轮特性分析赵晓明（武警海警学院，宁波 315801）摘要：为了解齿轮箱工作时齿轮受力和机械振动情况，找出影响齿轮传动性能的因素,创建齿轮三维仿真模型。

利用ANSYS软件对齿轮弯曲应力及模态进行分析，得到齿轮的受力情况和每一阶的模态特征；再通过改变齿轮本身结构进行模态分析，找出影响齿轮模态频率的主要因素，为齿轮的设计建造提供参考。

关键词：仿真设计；齿轮；有限元中图分类号：U663.31 文献标识码：AModal Analysis of Gear Box Based on ANSYSZHAO Xiaoming( Public Security Marine Police Academy, Ningbo 315801 )Abstract: In order to understand the stress and mechanical vibration of the gear when the gearbox works, to find out the factors affecting the transmission performance of the gear, a 3d simulation model of the gear is created and the bending stress and modal of the gear are analyzed by the ANSYS software. The force of gear and the modal characteristics of each order are obtained. By changing the structure of the gear itself, the modal analysis is carried out to find out the main factors affecting the modal frequency of the gear, which provides a reference for the construction and design of the gear.Key words: Simulation design; Gear; FEM1 前言齿轮箱是船舶推进系统的关键组成部分，齿轮箱运行质量的好坏直接影响船舶的动力性能[1]。

基于ANSYS的齿轮泵泵体有限元分析

摘要：为获取齿轮泵泵体在铝合金和球墨铸铁两种不同材料下受温度和压力的不同而造成的泵体的变形，以温度和压力变化作为外负载，对泵体进行了有限元仿真分析，得到了泵体的最大变形量，等效应力以及最大变形区域。进而得到温度和压力的变化对泵体的变形影响是不可忽视的。仿真结果为齿轮泵的结构设计提供了一定的参考。关键词：齿轮泵泵体；有限元分析；最大变形量；等效应力中图分类号： TH137
文献标志码： A 文章编号： 1008-0813 （2017） 03-0043-04
The Finite Element Analysis of Gear Pumps Body Based on ANSYS
ZHANG Yuan1, CHENG Rui2, ZHANG Wen-dong3, WEI li-ming2
0 前言
学冀宏等人通过建立液压电机叶片泵的虚拟样机模型，采用有限元法对液压电机叶片泵进行了模态分析，获得其固有频率及对应振型[7]。中船重工 707 所李德才等人运用 I-DEAS 软件对齿轮泵泵体在压力载荷作用 U. Radziwanowska 借助 ANSYS 分析软件对微型 PA6 材某型号齿轮泵泵体进行有限元建模及静力学分析，求料的齿轮泵的泵体进行了静力学分析 [9]。本文通过对出 6005 铝型材和 QT500-7 铸铁材料在受热加压情况下的参考基础。
Hydraulics Pneumatics & Seals/No.03.2017
doi:10.3969/j.issn.1008-0813.2017.03.014
基于 ANSYS 的齿轮泵泵体有限元分析
张渊 1，陈睿 2，张文栋 3，魏丽敏 2
（1.兰州理工大学能源与动力工程学院，甘肃兰宝鸡 721000； 3.太重集团榆次液压工业有限公司，山西晋中 030600）

基于ANSYS的齿轮静力学分析及模态分析

基于ANSYS的齿轮静力学分析及模态分析齿轮是常用的动力传动装置，广泛应用于机械设备中。

在设计齿轮传动系统时，静力学分析和模态分析是非常重要的步骤。

本文将重点介绍基于ANSYS软件进行齿轮静力学分析和模态分析的方法和步骤。

1.齿轮静力学分析齿轮静力学分析旨在分析齿轮传动系统在静态负载下的应力和变形情况。

以下是基于ANSYS进行齿轮静力学分析的步骤：步骤1：几何建模使用ANSYS中的几何建模工具创建齿轮的三维模型。

确保模型准确地包含所有齿轮的几何特征。

步骤2：材料定义使用ANSYS的材料库定义齿轮材料的力学性质，例如弹性模量、泊松比和密度等。

步骤3：加载条件定义定义加载条件，包括对齿轮的力或力矩、支撑条件等。

加载条件应符合实际使用情况。

步骤4：网格划分使用ANSYS的网格划分工具对齿轮模型进行网格划分。

确保网格划分足够细致以捕捉齿轮的几何特征。

步骤5：模型求解使用ANSYS中的有限元分析功能对齿轮模型进行求解，得到齿轮在加载条件下的应力和变形分布情况。

步骤6：结果分析分析模型求解结果，评估齿轮的强度和刚度。

如果发现应力或变形过大的区域，需要进行相应的结构优化。

2.齿轮模态分析齿轮模态分析用于确定齿轮传动系统的固有频率和模态形态。

以下是基于ANSYS进行齿轮模态分析的步骤：步骤1：几何建模同齿轮静力学分析中的步骤1步骤2：材料定义同齿轮静力学分析中的步骤2步骤3：加载条件定义齿轮模态分析中，加载条件通常为空载条件。

即不施加任何外力或力矩。

步骤4：网格划分同齿轮静力学分析中的步骤4步骤5：模型求解使用ANSYS中的模态分析功能对齿轮模型进行求解，得到其固有频率和模态形态。

步骤6：结果分析分析模型求解结果，确定齿轮传动系统的固有频率和模态形态。

根据结果可以评估齿轮传动系统的动力特性和工作稳定性。

综上所述，基于ANSYS进行齿轮静力学分析和模态分析可以有效地评估齿轮传动系统的强度、刚度和动力特性。

这些分析结果对于优化齿轮设计和确保齿轮传动系统的正常工作非常重要。

ansys-齿轮模态分析

基于ANSYS 的齿轮模态分析齿轮传动是机械传动中最重要的传动部件，被广泛的应用在各个生产领域中，经常用在重要的场合；传动齿轮在工作过程中受到周期性载荷力的作用，有可能在标定转速发生强烈的共振，动应力急剧增加，致使齿轮过早出现扭转疲劳和弯曲疲劳。

静力学计算不能完全满足设计要求，因此有必要对齿轮进行模态分析，研究其振动特性，得到固有频率和主振型(自由振动特性)。

同时，模态分析也是其它动力学分析如谐响应分析、瞬态动力学分析和谱分析的基础。

本文运用UG 对齿轮建模并用有限元软件ANSYS 对齿轮进行模态分析，为齿轮动态设计提供了有效的方法。

1.模态分析简介由弹性力学有限元法，可得齿轮系统的运动微分方程为：[]{}[]{}[]{}{()}M X C X K X F t ++= （1）式中，[]M ，[]C ，[]K 分别为齿轮质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵；分别为齿轮振动加速度向量、速度向量和位移向量，{}X 、{}X 、{}X 分别为齿轮振动加速度向量、速度向量和位移向量，12{}{,,,}T n X x x x =；{()}F t 为齿轮所受外界激振力向量，{}12{()},,T n F t f f f =。

若无外力作用，即{}{()}0F t =，则得到系统的自由振动方程。

在求齿轮自由振动的频率和振型即求齿轮的固有频率和固有振型时，阻尼对它们影响不大，因此，可以作为无阻尼自由振动问题来处理[2]。

无阻尼项自由振动的运动方程为：[]{}[]{}0M X K X += （2）如果令 {}{}sin()X t φωφ=+则有 2{}{}sin()X t ωφωφ=+代入运动方程，可得 2([][]){}0i i K M ωφ-= （3）式中i ω为第I 阶模态的固有频率，i φ为第I 阶振型，1,2,,i n =。

2.齿轮建模在ANSYS 中直接建模有一定的难度，考虑到其与多数绘图软件具有良好的数据接口，可以方便的转化，而UG 软件以其参数化、全相关的特点在零件造型方面表现突出，可以通过参数控制模型尺寸的变化，因此本文采用通过UG 软件对齿轮进行参数化建模，保存为IGES 格式，然后将模型导入到ANSYS 软件中的方法。

基于ANSYS齿轮轴的模态分析

作者简介院向禹豪（1997-），男，重庆人，本科在读，研究方向为机械设计与制造。
图 5 简化网格模型
5 简化模型计算结果计算得到前 6 阶的振型图如图 6 所示。简化齿轮轴模型前 6 阶模态固有频率和振型如表 2。
表 2 简化模型前 6 阶固有频率与振型
阶数
固有频率/Hz
振型
1
0
绕 z 轴的转动
2.2 前处理建模型导入到 ANSYS 中，采用 40Cr 材料弹性量 E= 2.11GPa，泊松比为滋=0.277，质量密度为籽=7.87伊103kg/m3 为进行网格划分，采用四面体单元逼近模型，生成 94068 个节点，60973 个单元，如图 2 所示。
图 2 网格模型
要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要
作者简介院荀向红（1967-），男，工程师，主要从事柴油机动力模块的装配和试验工作。
排各缸均能正常发火，但 B 排总是不确定地出现个别气缸喷油发火的情况，从而影响后续试验的进行。
1.1 原因分析柴油机起动后怠速运行，此时应为 A 排单排工作，即 A 排各缸应正常喷油发火；而 B 排处于脱排状态，燃油供油处于停车零位。针对出现个别气缸喷油发火的异常情况，这就需要结合图 1 先对调速器的外部伺服系统各组件的功能介绍一下。 1.2 调速器外部伺服系统各组件的功能 1.2.1 升压伺服器如图 1 所示，起动时高压压缩空气淤进入升压伺服器于底部的气腔，气腔中有一储压活塞和弹簧。压缩空气使活塞克服弹簧压力而向上移动，并迫使活塞上部储存的滑油经左侧出口流出升压伺服器，在这个过程中止回阀关闭滑油进口。当起动过程完成后，压缩空气供应中断，弹簧压
关键词院故障现象曰原因分析曰故障点
0 引言船用某 V 型柴油机起动采用单排起动方式，按下起动按钮后，预供滑油泵被接通开始工作；同时，气缸停排装置的二位三通电磁阀（Y18）得电，B 排燃油控制杆脱开，处于停车零位。预供滑油泵建立必要的油压后，主起动阀自动得电打开，高压压缩空气分别流向各缸起动阀、空气分配器和升压伺服器。压缩空气由空气分配器控制，按发火顺序经各缸起动阀进入 B 排气缸，驱动柴油机运转。启动过程为 A 排单排供油发火，升压伺服器使滑油通过管路和截止阀流入调速器，由调速器控制起动时的最大燃油供油量。 1 故障现象一在柴油机台架试验时，每次起动后怠速运行过程 A 要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要

基于ANSYS Workbench的齿轮轴随机振动数值分析外文参考文献译文本

基于ANSYS Workbench的齿轮轴随机振动数值分析外文参考文献译文本xx轻工大学毕业论文外文参考文献译文本2015届译文出处Fatigue reliability analysis of fixed offshore structures:A first passage problem approach毕业论文题目基于ANSYS Workbench的齿轮轴随机振动数值分析院（系）机械工程学院专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名xx学生学号xxx指导教师xxxxxx译文要求：1、译文内容须与课题（或专业）有联系；2、外文翻译不少于4000汉字。

固定离岸结构疲劳可靠性分析：第一通道问题方法摘要：本文介绍一种关于计算固定离岸结构平台的可靠性及其失效的方法。

运用断裂力学原理可以得出失效准则。

这个问题被称作“第一通道问题”。

这种方法是通过应用一种典型的平面框架结构阐述出来的。

疲劳可靠性衰减曲线可以用来检查正在工作的海上平台结构。

对某些参数的研究，我们可以确定一些重要参数对疲劳可靠性的影响。

关键词：可靠性，疲劳，断裂力学，离岸结构前言在一般情况下，海上生产和钻井平台等一些大而复杂的结构系统，他们的制造通常是焊接互连钢管构件接头。

这些结构系统主要的失效形式是受振动的环境载荷和疲劳的特征部件破坏。

在结构使用寿命期间，他们其中任何点的的疲劳破坏取决于完整的应力历史。

计算此应力历史以及对材料的影响是一项复杂的任务。

大海不规则的性质、结构大小的不同，接头焊接处的应力集中和其他动载荷等影响造成了疲劳寿命评估的复杂性。

由于输入参数所固有的随机性，影响了这些结构响应的结果，因此可靠性分析假设对正在工作的离岸结构检查设计和认证是非常有用的。

任何可靠性问题都可以表述为极限状态失效下的概率大小。

在失效的情况下，疲劳极限状态可以被定义为:(1) ac −aN≤0表示可使用性状态；(2)KIC−K≤0表示极限状态(Madsen et al., 1986; Kirkemo, 1988)。

基于ANSYS的齿轮仿真分析

2011.12
2、主要工作流程
创建齿轮模型
定义材料属性，单元类型
选择网格类型，划分网格
定义边界条件，加载
定义求解选项和载荷步求解
后置处理
2011.12
1、齿轮模型建立
1、1渐开线方程
几何模型的精度对分析的精确至关重要。包括 ANSYS在内的很多软件，都没有提供直接生成渐开线齿轮齿廓模型的功能。可以通过关键点坐标来完成齿轮的轮廓模型。建立渐开线齿廓线坐标方程：
2011.12
3、结果查看
1
3、1应变图
MX
MN
ANSYS 12.0.1
DEC 12 2011
23:41:25
NODAL SOLUTION
STEP=1
SUB =10
TIME=300
USUM
(AVG)
RSYS=0
PowerGraphics
EFACET=1
AVRES=Mat
DMX =.104E-04
SMX =.104E-04
2011.12
3、3齿根温度，应力、应变曲线
齿根线温度曲线
齿根线应力曲线齿根最大弯曲应力为13.45MPa
2011.12
3、4齿顶温度，应力、应变曲线
齿根线位移曲线
齿顶线应力曲线 2011.12
齿顶线位移曲线
齿顶线温度曲线 2011.12
3、5节点温度曲线
所选节点
2011.12
节点温度随时间变化曲线
2011.12
(2)然后就可以绘制这些变量随时间变化的曲线：（Main Menu>TimeHist Postproc>Graph Variables ） (3)用路径图显示力和温度变量在某路径上的变化图：产生路径图：路径属性——定义路径点——_Path Operation_Define Path)

基于ANSYS的齿轮结构静力分析

基于ANSYS的齿轮结构静力分析摘要：本文基于强度分析的原理，利用三维建模软件SOLIDWORKS建立好齿轮模型，然后转换格式利用Pro/E和ANSYS接口，将齿轮模型导入到ANSYS 中，从而在一定的载荷和约束作用下对齿轮进行强度分析。

强度分析有动态分析和静态分析两种，本文只进行静态分析，分析齿轮的应力应变集中的地方是否合理，并从分析所得到的数据中研究其最大应力是否满足要求，从而完成对齿轮的结构静力分析。

关键词：强度分析ANSYS 有限元分析齿轮结构1前言齿轮机构可以用来传递任意两轴之间的运动，其传递准确可靠，效率很高，而且齿轮机构是传统和现代机械中应用最为广泛的一种传动机构[1]。

在各种零件失效的形式中，齿轮也是最容易出现失效的常见零件之一。

而且零件的结构强度分析关系到所设计的机器能否正常工作并达到一定的使用要求，因此对齿轮的强度进行分析是很有必要的。

强度分析的目的主要是分析零件的结构强度是否满足要求，分析所用的数据或图表的来源既可以是一些经验公式分析后得到的，也可以是从一些相关的强度分析软件中得到。

一般的齿轮都是渐开线齿廓，可以利用相关的软件进行建模，如本文采用了美国参数技术公司开发的建模软件Pro/E 进行齿轮建模，然后再导入ANSYS进行强度分析。

2有限元模型的建立2.1 几何模型的建立齿轮的基本参数齿轮：模数m=2.5mm，齿数z=33，压力角α=25°，为正常齿制的齿轮，h*a=1，c*=0.25，齿宽b=94mm。

为了更加简便的建模，首先使用SOLIDWORKS软件将齿轮的三维实模型建立好。

而且由于是结构静力分析，载荷往往只在一个齿上，为了使分析效率有所提高，又可以节约计算机的分析时间，根据圣维南原理，可将模型进行一定的简化。

如图2-1所示。

2.2 模型的导入2.2.1ANSYS简介伴随有限元方法理论的发展，为了更好的使用有限元方法理论进行工程问题的分析求解，一些大型软件应运而生，其中就包括了ANSYS。