实体模型的几何参数为：齿数z1=18、z2=48，模数M=1mm，压力角均为20°。建立的三维实体模型如图1所示。

图1 齿轮装配体SolidWorks三维实体模型

2.2 有限元模型的建立

(1)将SolidWorks中建立的三维实体模型导入ANSYS(在这里做了去轴处理)。按照Parasolid(*.x_t)格式导入到ANSYS后，模型只显示点、线和面，没有实体。需要进一步操作：PlotCtrls→Reset Plot Ctrls，然后进行Plot→Replot便可显示相应的实体。如图2所示。

图2 导入ANSYS后的齿轮装配体三维模型

(2)定义材料参数。齿轮的材料为各向同性材料，输入的材料性能参数为：弹性模量E=206GPa，泊松比μ=0.28，密度DENS=7850kg/m3。

(3)划分网格。单元类型采用适应于曲线边界建模的Solid大类的8nodes45单元类型，即Solid45单元，用自由网格命令进行网格划分，以单齿啮合为例，共生成节点33978个，单元150340个。生成的有限元模型如图3所示。

图3 齿轮装配体有限元模型

3 舵机减速器齿轮装配体的模态分析

对广义特征值问题，ANSYS提供了7种求解方法：Block Lanczos(分块的兰索斯)法、Subspace(子空间)法、Power Dnamics(动力学)法、Reduced(缩减)法、Unsymmetric(非对称)法、Damped(阻尼)法、QR阻尼法，最后一种方法允许结构中包含阻尼。本文中选用的是适用于求解大型对称特征值的分块兰索斯法(Block Lanczos)，相比其他方法，其具有求解精度高、收敛速度快的优点。