通常处理这种问题时是将两个齿轮合并,作为一个零件来求模态,这种方法不仅没有考虑轮齿之间的约束关系,另外还增大了啮合刚度,导致求解的固有频率偏高。 实际工作中,齿轮传动是主动轮从齿根到齿顶经历双齿啮合一单齿啮合一双齿啮合的过程,从动轮则经历相反的过程。其中,双齿啮合区接触面积最大,其啮合刚度最大;反之,单齿啮合区接触面积最小,其啮合刚度最小。啮合刚度的变化导致其固有频率在一定范围内波动。可以计算啮合刚度最大和啮合刚度最小两种临界啮合状态下的频率,从而可知系统的固有频率范围。而每种临界状况下的模态分析都满足线性模态分析理论,可以直接用ANSYS进行求解。所以用ANSYS求解装配体的模态用的还是经典的线性模态分析理论,只是求解方法有所创新。 2 齿轮装配体有限元模型的建立 2.1 实体模型的建立 随着ANSYS的应用日益广泛,其需要处理的模型也越来越复杂,ANSYS自带的建模功能显示出很多的不足之处。SolidWorks作为一款三维CAD软件,拥有强大的参数化建模能力,可以建立非常复杂的实体模型。我们充分利用SolidWorks快速准确建模的特点,把在SolidWorks中建立好的模型导入到ANSYS中进行分析,有效提高了模型质量,简化了分析工作。 在建立实体模型前,先对所分析的结构体进行规划。有限元分析所采用的实体模型与设计所得结构模型不尽相同,所以实体模型在导入ANSYS中分析之前,必须要在SolidWorks中进行处理。对于在SolidWorks建立好的模型,为确保导入ANSYS后模型能正确有效,在建模时需要注意以下几点: (1)在建模时,要保持实体特征的独立性,要求在建立实体特征时不能合并实体。 (2)在模型特征中,删除掉螺纹、尖角以及对模型结构影响不大的倒圆角等特征。 (3)将装配体模型导入ANSYS之前,要做好干涉检查,保证各零件模型之间不能有干涉。 另外,在SolidWorks中建立的三维实体模型不能直接导入ANSYS进行分析,需要将模型文件保存为Parasolid(*.x_t)类型,才能被ANSYS识别。 |