基于ANSYS的行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)分析.pdf

1、BY系列液力變速器是由液力變矩器和行星齒輪變速箱組成的具有液力變矩器和機(jī)械變速箱優(yōu)點(diǎn)的液力機(jī)械變速箱。和普通機(jī)械變速器相比，液力變速器具有自動(dòng)地、無(wú)級(jí)地變速和變矩能力，可防止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)載或突然熄火；可以衰減發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，可以大大地降低由工作機(jī)傳來(lái)的或傳動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的動(dòng)負(fù)荷，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)部件的使用壽命。因此液力變速器在石油、礦山、汽車(chē)、和工程機(jī)械中運(yùn)用極為廣泛。 應(yīng)用常規(guī)的設(shè)計(jì)方法和已經(jīng)積累的經(jīng)驗(yàn)，可以較好的完成普通液

2、力變速器行星齒輪變速箱的設(shè)計(jì)，但隨著社會(huì)的發(fā)展，用戶(hù)對(duì)液力變速器所傳遞的功率要求越來(lái)越高，而外形尺寸受工作環(huán)境所限不能隨著增加，行星齒輪變速箱由于經(jīng)過(guò)變矩、變速后扭矩增大，而且是通過(guò)齒面接觸傳遞動(dòng)力，所以要求具有很高的強(qiáng)度和可靠性。這時(shí)就要對(duì)液力變速器行星傳動(dòng)進(jìn)行精細(xì)設(shè)計(jì)，而行星架的變形對(duì)齒輪嚙合所產(chǎn)生的接觸應(yīng)力的分布影響較大，由于行星架為不規(guī)則的三維實(shí)體，其變形很難用常規(guī)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于高速行星傳動(dòng)還必須計(jì)算行星齒輪的固有頻率

3、以防止在高速旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生共振。這時(shí)就應(yīng)采用現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法對(duì)行星傳動(dòng)進(jìn)行有限元分析計(jì)算。由于齒輪接觸應(yīng)力分析是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、是修形的基礎(chǔ)也是數(shù)值分析的難點(diǎn)。目前，各種數(shù)值分析軟件中，ANSYS軟件的接觸分析功能較強(qiáng)，但處理行星齒輪傳動(dòng)總成這樣復(fù)雜的接觸問(wèn)題，在系統(tǒng)建模方法、模型簡(jiǎn)化、程序中計(jì)算常數(shù)的選擇等均是需要解決的問(wèn)題，因此本文注重探索利用ANSYS軟件對(duì)行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)分析的方法。 ANSYS軟件是大型通用有限元

4、分析軟件，ANSYS的前處理器具有強(qiáng)大的建模功能，而且ANSYS還提供了APDL語(yǔ)言進(jìn)行編程設(shè)計(jì)。因此本文直接利用APDL語(yǔ)言編程建立液力變速器齒輪的三維實(shí)體模型．為在ANSYS申精確建立零件模型提供了一種方法。 劃分網(wǎng)格的質(zhì)量是進(jìn)行有限元分析的關(guān)鍵。由于直接利用ANSYS的自由網(wǎng)格劃分功能對(duì)齒輪實(shí)體劃分網(wǎng)格，劃分出的輪齒和輪體單元大小相差很大，計(jì)算時(shí)易形成病態(tài)的剛度矩陣。故本文對(duì)齒輪三維實(shí)體模型進(jìn)行了合理的分塊，形成若干個(gè)相互

5、粘接的小實(shí)體，利用映射的方法對(duì)每個(gè)小實(shí)體劃分了較均勻的網(wǎng)格，形成齒輪的有限元模型。 在對(duì)液力變速器的齒輪進(jìn)行三維接觸分析時(shí)，討論了實(shí)常數(shù)FTOLN，F(xiàn)KN的選擇對(duì)齒輪接觸分析的影響，分析結(jié)果表明實(shí)常數(shù)FTOLN，F(xiàn)KN取ANSYS程序的默認(rèn)值即可。 行星架的變形對(duì)齒輪的接觸應(yīng)力影響較大，本文分析了由于行星架變形對(duì)齒輪嚙合應(yīng)力的影響，發(fā)現(xiàn)行星架變形量和齒輪最大嚙合應(yīng)力基本成線性關(guān)系。 本文還對(duì)行星齒輪進(jìn)行模態(tài)分析，