传动齿轮复杂的应力分布情况和變形机理是造成齿轮设计困难的主要原因而有限元理论和各种有限元分析软件的出现，让普通设计人员无需对齿轮受力做大量的计算和研究就可以基本掌握齿轮的受力和变形情况，并可利用有限元计算结果找出设计中的薄弱环节，进而达到对齿轮进行改进设计的目的

目前，国内在进行相关研究中多应用ansys软件进行分析由于ansys软件的三维建模功能较弱，生成齿轮建模较为困难因此，常常使用ug、proe、SolidWorks等三維软件进行齿轮造型然后导入到ansys中进行分析，既费时又费力又容易在模型转换中产生错误。本次分析采用solidworks软件完成齿轮的三维建模無缝倒入其集成的有线元分析软件Simulation中对研究减速器中齿轮传动进行接触应力的分析，克服了模型转换时易产生错误的问题根据有限元分析结果，与赫兹公式计算结果进行对比验证了分析结果的可靠性，在保证结构安全可靠运行的条件下提高设计制造的效率，降低设计研制成本

选择Simulation菜单下的材料，单击应用材料到所有选择SolidWorks materials，然后选择钢选择1045钢，单击应用完成材料的指定。

右键连接选择相触面組，选择相互啮合的两个齿轮的齿廓面作为一对相触面组同理，添加另一对相触面组接触选择无穿透。

为了完成一个静态算例模型必须被正确的进行约束，使之无法移动在Simulation study树中，右键单击夹具并选择固定几何体，将中间齿轮固定同样，对高速小轴的轴向、径向迻动进行约束使其只有绕齿轮回转中心轴的转动自由度。

对小齿轮施加扭矩选择小齿轮的基准轴，面选择为齿轮的齿廓面上扭矩载荷大小为25.53Nm

  划分网格时采用网格控制，将啮合处的齿廓细化网格其余的为默认设置。

<SPAN p 单击算例选择运行，在分析时可以通过解算器的窗ロ监视运算过程

  分析完成后，SolidWorks Simulation自动生成结果文件夹以及默认的结果图解：应力、位移、应变。

基于ANSYS程序的多级齿轮系统建模与振动分析 李占营王建军李其汉 (北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100083) 臻要：本文挺密了基予ANSYS程寝鲢多缓蠹轮传动系统振动建摸与特性分板方法。首先讨论了多缀齿轮传动系统力 学模型和栩应的有限元模拟方法然后重点讲述了广义啮合单元的定义及其在ANSYS中的燕现方法。最后利用所提 出的建模分析方法进行了典型三轴斜齿轮系统振动特性分析，研究了支承刚度、螺旋角等参数变化对系统动特性 黪影响褥掰了数毽绫聚。研究表唆这释方法霹{；乏方馒遮建立复杂多缓蠢轮传动系统(趣括传动辘、装轮凑秘支 承轴承等)的有限元模裂，并对其进行多种因繁作用下动力问题的分析与研究． 关键词：多级齿轮传动系统广义啮合单元ANSYS振动特性 {引言 直升机的工作性能和可靠性十分重偠对其复杂的齿轮传动系统建模和振动特性分折是十分必 要的。 长期以来人们对齿轮系统振动的研究多集中于啮合过程的激励特性和齒轮副啮合问题，并在 这些研究的基础上建立了相应的齿轮轮齿强度计算标准ll’21另一方恧，对于航空发动机和直升枧的 齿轮传动系统往往是多级复杂齿轮副嘴合，丽殷为减轻重鼙设计的传动轴和支承装薰刚度均较 弱。因此这类齿轮系统不仅涉及啮合过程扭转振动而昰需要研究整个系统作为弹性振动系统在啮 会激励弱终部激励共同作用下麴送轮系统藕合振动茂遂[3-Sl。 ． 由于复杂齿轮系统包括啮含齿轮、傳动轴、支承装置等因此其作为弹性系统的力学模拟是十 分复杂的，早期研究大多采用集中质量法和传递矩阵法但精度低、通用性差。利用有限元方法模 这种建模仿真方法扩展到包含弯扭轴摆六个自由度的多平行轴斜齿轮系统的分析最近，徐毒L胜等 tu-m§ljj用ANSYS程序建立了～對直齿轮副系统憋有限元横熬 ANSYS程序是～种通用的有限元程序，其丰富的单元麾和功能库可以进行复杂弹性结构的振动 润题分析两且有綴强的前盛处理功能。为此本文提出了基于ANSYS程序携复杂多级齿轮传动 系统的模拟与分析方法。在第l节详细讨论了基于有限元和ANSYS程序进行複杂多级齿轮系统建 模和仿真分析的方法的基础上在第2节详细阐述了齿轮副啮合耦合的力学关系以及利用ANSYS 程序寝掇攀元模掇这种力学关系的方法，并且形成了反浚轮齿啮合耦会关系的广义啮合糕含单元 最后，利用本文提出的方法和ANSYS程序进行了典型三轴斜齿轮传动系统振動特性分析并研究 了支承剐度、巍轮旋向等参数对系统动特性的影响。研究表明本文提出的建模和仿真方法，可以 较为方便地稠用商渡通用有限元程序系统地进行各种复杂齿轮传动系统(包括支承、传动辘、齿轮 副甚至联轴器、电机和等效负载等)的振动分析。 2系统力学模型和有限元模型 如图l所示～个典型的多级齿轮传动系统包括：输入端的电机、输出端的负载、轴、轴承以 及齿轮副。医此一个多级齒轮传动系统熬有限元分橱模型应包含对它们的仿真。面一般来说实 际的工程结构均是质量、刚度、阻尼连续分布的连续系统，因此必須对系统各个部分进行力学简化 中国一南京 16 齿轮传动系统中，电机、负载的关键在于它们的 搬 惯性苁瑟将其筒化失剐性盘。在ANSYS中霹鉯 用MASS21单元来模拟。该单元具有六个自由度兰 个平移，三个转动在绘定六个方向的质量之后，刚 缀 性盘的惯性将被模藏 轴承的关键在於它的弹性，故将其简化为弹性支 瓤 承它的仿真需要蘸个节点，这两个节点阔各个巍由 度问刚度耦合对予滚珠轴承，需要耦含两节点嘚3 个方向平移自由度而对于滚棒轴承，则需要耦含2 图l典型多级齿轮传动系统 令方向平移自壶度在ANSYS软件孛，MATRIX27 单元具有两个节点每个节點舆有六个自由度，并且该单元能够描述两节点间的惯性、弹性耦合关 系所以可以用它来模拟齿轮传动系统中的弹性支承。 轴燹拜不同予上蔼凡者它的质量和剐度均对系统动态特性有缀大影瞧，因戴将其篱纯为梁在 ANSYS中，对于不周细长比的梁应注意梁单元类型的选取。对细长粱的仿真建议采用