基于SolidWorks和ADAMS的柔性齿轮传动仿真分析
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ＡＣＩ 或 Ｉ Ｓ 式 （ 导 入 ＡＮＳ 生 成 ＭＮＦ Ｓ ＧＥ 格 拟 ＹＳ 文
３ 柔性齿轮传动
３１ 生 成 ＭＮＦ ．
这 里Ａ Ｙ 软 件 生成ＭＮＦ ＮＳ Ｓ 文件 。 １ ）设置 工作 目录 ，将 Ａ Ｉ 格 式两齿 轮模 型文 ＣＳ 件分 别导 入ＡＮＳ 。 ＹＳ ２） 定 义 单 元 属 性 。 “ ＯＬ Ｄ４ ” 单 元 类 Ｓ Ｉ ５ 型 ； 齿 轮 各 向 同 性 材 料 模 型 的 弹 性 模 量 ＥＸ： ２０ ｅ ”Ｐ ；泊 松 比Ｐ ．７ １ １ ａ ＲＸＹ： “ ．９ ； 密 度 ０２ ” ＤＥ ： “ ．０ ｅ ”ｋ ／ （ Ａ ＮＳ ７８ １ ３ ｇｍ３ 依 ＤＡＭＳ 中齿 轮 的 “ ｔｅ”物 性 ）。 Ｓｅｌ
４ 由旋 转 副 “ ｏｎ一 ”和 “ ｏｎ一 ”及 齿轮 ） Ｊ ｉｔ １ Ｊ ｉｔ２ 副 方向 坐标 系Ｍａｋ ｒ２ ｌ ｒ ｅ＿ ￣ 建齿轮 副 。 ｜ ５ ）施 加驱 动 。这 里采 用齿 轮泵 工 作参 数４ ０／ ６ｒ ｍｉ【，故将 主动 齿轮 驱动 速度 设置 为２ ６ ｄｇｓ ｎ】 ５ ７ ０ ｅ／。
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匐
基于Ｓ ｌ Ｗｏｋ和Ａ ＭＳ ｏｉ ｒｓ ＤＡ 的柔性齿轮传动仿真分析 ｄ
Ｓｉ ｕｌ ｉ ｍ ａｔ ｏｎ ａｎａｌ ｓｉ ｌ ｘｉ ｅ ｙ ｓ ｏｎ ｆｅ ｂｌ ｇｅａｒｔ ａｎｓｍ ｉ ｉ ｒ ｓｓ ｏｎ ｂａｓ ｅｄ ｏｎ ＳｏｌｄＷ ｏｒ ｉ ｋｓ ａｎｄ Ａ 队 Ｍ Ｓ
中图分类号 ：Ｔ ３ Ｐ９ 文献标 识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０—０ （ ０ １ （ 一 ０ ９ ０ ９ ｑ ４ ２１ ） 上） ０ ９ － ３ ０ ３ １ ２
Ｄ ｉ１ ．９ ９ Ｊｉｓ ．０ ９ １ ４ ２１ ． ２上 ） ２ ｏ ： ３ ６／ ． ｎ １ ０ －０ ３ ．０ １ １ （ ．９ ０ ｓ
“Ｊ ｉ ｔ ２” 。 ｏｎ
＿
因齿 轮 较 复 杂 ，其 柔 化 需利 用 ＡＮＳ 等 有 限 元软 ＹＳ
件 ，即 通 过 将 实 体 模 型 导 入 ＡＮＳ 生 成 模 态 中 ＹＳ 性文 件 ＭＮＦ （ ｄ ｌ ｕｒｌ ｉ ）ｕ Ｊ Ｍｏ ａ Ｎｅ ｔ ｌ ，或 直 接 在 ａＦ ｅ ＡＮＳ 中通 过 渐 开 线 轮廓 曲线 三 维 坐 标创 建 关 键 ＹＳ
杨 敏
Ｙ ＡＮＧ ｉ Ｍｎ
（ 青海民族大学 继续教育 （ 职业技术 ）学院 ，青海 ８ ０ ０ ） １ ０ ７
摘
要 ：本文为优化齿轮泵设计 ，应用Ｓ ｌＷｏ Ｋ／ ｅ ｒｒｘ ｏｄ ｒｓ Ｇ ａ ｔａ 进行泵 内齿轮实体建模 ，在Ａ Ａ Ｓ ｉ Ｄ Ｍ 中用
柔性 （ 优化）齿轮分别替换啮合齿轮对中的刚性齿轮进行动力学仿真，并分析其扭转振动角 加速度曲线。结果表明 ，柔性优化齿轮 Ｉ 式既逼近 实际又计算效率 高。 模 关键 词 ：齿轮 ；柔性体 ；多体动力学 ；仿真
件 ）， 两 齿 轮 啮 合 装 配 文 件 另 存 为 Ｐ ｒｓｌ 格 式 ａａｏｉ ｄ
（ 导 入ＡＤ 拟 ＡＭＳ 行 刚体 动 力学 分析 ） 。齿 轮参 进 数 ：齿 数为 １ 、模数 为２７ 、压 力 角为２ 。。 ０ ． ５ ０
２ 刚性齿轮传动
２１仿真建模 ． １ ）将Ｐ ｒｓｌ 格式 装配 文件 导入 Ａ ａａｏｉ ｄ ＤＡＭＳ ，修 改齿 轮 材料 属性 （ “ ｔ ｌ ）及 颜 色 。 为 Ｓｅ ” ｅ ２ ）创建 方 向坐 标 系 。 由两 齿 轮 wk.baidu.com 心 坐 标 可 】
１ 齿轮对建模
应 用 Ｃａ ｔＣ 公 司 的 齿 轮 生 成 器 插 件 ｍｎ ｉ ｅ Ｓ
Ｇｅ ｒ ａ ２ ０ ，在Ｓ ｌ Ｗ０ｋ ２ ０ 环 境 下生 成 主 、 ａｔ ｘ ０ ７ ｒ ｏｉ ｄ ｒｓ ｏ ７
从 动 直 齿 圆 柱 齿 轮 的 实 体 模 型 文 件 ， 均 另 存 为
坐 标 点Ｐ 为 两 齿轮 质 心 坐 标 点Ｐ 、Ｐ 的 中点 ；利 ３ １ ２ 用工 具 栏定义 Ｍａ ｅ点 的按钮 ，并 设选 项为 “ ｄ ｒ ｒ ｋ Ａｄ ｔ ｏ ｎ ”和 “ ｌｂ ｌ ｌｎ ” ，使得 方 向坐标 ｏＧｒｕ ｄ Ｇ ｏ ａ ＸＺＰａｅ 系的Ｚ 指 向齿轮 副啮 合 的方 向。 轴 ３） 为 两 齿 轮 创 建 旋 转 副 “ Ｏ ｔ ” 和 Ｊ ｉ 一１ ｎ
０ 引言
齿 轮 传 动 是 以齿 轮 副 啮 合 为 核 心 的 、应 用 最 广 的 机 械 传 动 。若 不 计 齿 轮 啮 合 传 动 时 的变 形 ， 为 刚体 动 力 学 ，若 以 柔 性 齿轮 替 代 刚体 齿 轮 ，则 属 柔性 体 动 力 学 ，故 柔性 齿 轮 仿 真 更 符合 实 际 。
点 ， 由样 条 线 拟 合 渐 开 线 轮 廓 曲线 创 建 。本 文 Ｊ 以 直齿 圆柱 齿 轮传 动 为 例 ，用Ｇｅｒ ａ插 件 建模 ａｔ ｘ ｒ
导 入ＡＮＳ ￣ 建 柔 性 齿轮 ，并 通 过 ＡＤＡ ＳＦｅ ＹＳ Ｉ ］ Ｍ ／ ｌｘ Ｔ ｏｋｔ 成 柔性 优 化 齿 轮 Ｉ、柔 性 优 化 齿轮 Ⅱ， ｏ ｌｉ 生 分别 进 行传动 仿 真分 析并 作 比较 。
２ 刚性齿轮仿真计算 ． ２
设 类 型 为 Ｄｅ ａ ｌ 默认 ） ｆｕｔ （ ，仿 真 时 间Ｄｕ ａｉｎ ｒｔ ｏ 为 １ ０ （ ），仿 真 步数 Ｓｅ ｓ １ ０ 。空 载 时 主 、 ０ Ｓ ｔｐ 为 ０ ０ 从 动 齿 轮 旋 转 副 的扭 转 振 动 角 加 速 度 变 化 曲 线如 图 １ （ ）所 示 （ 齿 轮 角加 速 度 的 独 立 显 示 曲线 ａ 两 略 ，下 同 ） ，可 见起 步 阶 段 出现 了较 大 的振 动 ， 之 后逐 步 衰减 。
３ 柔性齿轮传动
３１ 生 成 ＭＮＦ ．
这 里Ａ Ｙ 软 件 生成ＭＮＦ ＮＳ Ｓ 文件 。 １ ）设置 工作 目录 ，将 Ａ Ｉ 格 式两齿 轮模 型文 ＣＳ 件分 别导 入ＡＮＳ 。 ＹＳ ２） 定 义 单 元 属 性 。 “ ＯＬ Ｄ４ ” 单 元 类 Ｓ Ｉ ５ 型 ； 齿 轮 各 向 同 性 材 料 模 型 的 弹 性 模 量 ＥＸ： ２０ ｅ ”Ｐ ；泊 松 比Ｐ ．７ １ １ ａ ＲＸＹ： “ ．９ ； 密 度 ０２ ” ＤＥ ： “ ．０ ｅ ”ｋ ／ （ Ａ ＮＳ ７８ １ ３ ｇｍ３ 依 ＤＡＭＳ 中齿 轮 的 “ ｔｅ”物 性 ）。 Ｓｅｌ
４ 由旋 转 副 “ ｏｎ一 ”和 “ ｏｎ一 ”及 齿轮 ） Ｊ ｉｔ １ Ｊ ｉｔ２ 副 方向 坐标 系Ｍａｋ ｒ２ ｌ ｒ ｅ＿ ￣ 建齿轮 副 。 ｜ ５ ）施 加驱 动 。这 里采 用齿 轮泵 工 作参 数４ ０／ ６ｒ ｍｉ【，故将 主动 齿轮 驱动 速度 设置 为２ ６ ｄｇｓ ｎ】 ５ ７ ０ ｅ／。
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中图分类号 ：Ｔ ３ Ｐ９ 文献标 识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０—０ （ ０ １ （ 一 ０ ９ ０ ９ ｑ ４ ２１ ） 上） ０ ９ － ３ ０ ３ １ ２
Ｄ ｉ１ ．９ ９ Ｊｉｓ ．０ ９ １ ４ ２１ ． ２上 ） ２ ｏ ： ３ ６／ ． ｎ １ ０ －０ ３ ．０ １ １ （ ．９ ０ ｓ
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要 ：本文为优化齿轮泵设计 ，应用Ｓ ｌＷｏ Ｋ／ ｅ ｒｒｘ ｏｄ ｒｓ Ｇ ａ ｔａ 进行泵 内齿轮实体建模 ，在Ａ Ａ Ｓ ｉ Ｄ Ｍ 中用
柔性 （ 优化）齿轮分别替换啮合齿轮对中的刚性齿轮进行动力学仿真，并分析其扭转振动角 加速度曲线。结果表明 ，柔性优化齿轮 Ｉ 式既逼近 实际又计算效率 高。 模 关键 词 ：齿轮 ；柔性体 ；多体动力学 ；仿真
件 ）， 两 齿 轮 啮 合 装 配 文 件 另 存 为 Ｐ ｒｓｌ 格 式 ａａｏｉ ｄ
（ 导 入ＡＤ 拟 ＡＭＳ 行 刚体 动 力学 分析 ） 。齿 轮参 进 数 ：齿 数为 １ 、模数 为２７ 、压 力 角为２ 。。 ０ ． ５ ０
２ 刚性齿轮传动
２１仿真建模 ． １ ）将Ｐ ｒｓｌ 格式 装配 文件 导入 Ａ ａａｏｉ ｄ ＤＡＭＳ ，修 改齿 轮 材料 属性 （ “ ｔ ｌ ）及 颜 色 。 为 Ｓｅ ” ｅ ２ ）创建 方 向坐 标 系 。 由两 齿 轮 wk.baidu.com 心 坐 标 可 】
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应 用 Ｃａ ｔＣ 公 司 的 齿 轮 生 成 器 插 件 ｍｎ ｉ ｅ Ｓ
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坐 标 点Ｐ 为 两 齿轮 质 心 坐 标 点Ｐ 、Ｐ 的 中点 ；利 ３ １ ２ 用工 具 栏定义 Ｍａ ｅ点 的按钮 ，并 设选 项为 “ ｄ ｒ ｒ ｋ Ａｄ ｔ ｏ ｎ ”和 “ ｌｂ ｌ ｌｎ ” ，使得 方 向坐标 ｏＧｒｕ ｄ Ｇ ｏ ａ ＸＺＰａｅ 系的Ｚ 指 向齿轮 副啮 合 的方 向。 轴 ３） 为 两 齿 轮 创 建 旋 转 副 “ Ｏ ｔ ” 和 Ｊ ｉ 一１ ｎ
０ 引言
齿 轮 传 动 是 以齿 轮 副 啮 合 为 核 心 的 、应 用 最 广 的 机 械 传 动 。若 不 计 齿 轮 啮 合 传 动 时 的变 形 ， 为 刚体 动 力 学 ，若 以 柔 性 齿轮 替 代 刚体 齿 轮 ，则 属 柔性 体 动 力 学 ，故 柔性 齿 轮 仿 真 更 符合 实 际 。
点 ， 由样 条 线 拟 合 渐 开 线 轮 廓 曲线 创 建 。本 文 Ｊ 以 直齿 圆柱 齿 轮传 动 为 例 ，用Ｇｅｒ ａ插 件 建模 ａｔ ｘ ｒ
导 入ＡＮＳ ￣ 建 柔 性 齿轮 ，并 通 过 ＡＤＡ ＳＦｅ ＹＳ Ｉ ］ Ｍ ／ ｌｘ Ｔ ｏｋｔ 成 柔性 优 化 齿 轮 Ｉ、柔 性 优 化 齿轮 Ⅱ， ｏ ｌｉ 生 分别 进 行传动 仿 真分 析并 作 比较 。
２ 刚性齿轮仿真计算 ． ２
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