变速器建模与分析.docx

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变速器建模与分析

1使用CATIA建立二档齿轮实体模型

1.1齿轮实体建模

1）进入CATIA软件，依次选择开始>机械设计>零部件设计（输入零件名称）进如工作界面（如图1.1）

图1.1进入工作平面

2）选择XY平面，进入草图界面，运用宏命令作出z=35,m=2.25,a=20°，齿厚为12，螺旋角为15°的右旋齿轮（如图1.2,1.3）

图1.2导入宏命令

图1.3齿轮完成图

3）选择齿轮一侧面，进去草图界面，作R=23.5mm的圆，进入工作平台，用凸台

命令拉伸2mm,再以此圆侧面做草图平面作R=18.5mm的圆，拉伸此圆4mm,再做R=23.5mm的圆，拉伸2mm。

（如图1.4~1.6）

图1.4作圆

图1.5凸台

图1.6左部分齿轮图

4）选择齿轮另一侧面进去草图，作R=31mm的圆，并拉伸13mm（如图1.7）

图1.7右部分齿轮图

5）选择所作圆侧面进入草图，作R=18.5mm圆，并使用凹槽

命令作通孔，完成后保存文件（如图1.8,1.9）

图1.8作通孔

图1.9齿轮完成

1.2渐开线花键建模

新建文件，运用宏命令作出z=33,m=1.75,a=20°，齿厚为5的直齿轮，并用凹槽命令作R=31的通孔。

（如图1.10）保存文件

图1.10花键

1.3齿轮与花键的装配

1）依次选择开始>机械设计>装配件设计，进入工作平台,点击

加入现有组件，选择所完成齿轮和花键加入.（如图1.11）

图1.11导入零件

2）运用操纵

命令移动及

建立相合约束完成二档变速齿轮装配（如图1.12）

图1.12装配完成

2变速器主要零件及装配过程

2.1各部分零件的导入

依次选择开始>机械设计>装配件设计，进入工作平台,点击

导入一轴和二轴和各零件（如图2.1,2.2）

图2.1一轴

图2.2二轴

2.2总体装配过程和装配图

运用操纵

命令移动及

建立相合约束为完成变速器的总体装配（如图2.3,2.4）

图2.3装配图1

图2.4装配图2

3利用ANSYS对二档齿轮进行静力分析

3.1将二档齿轮导入ANSYS

1）将二档齿轮文件保存为.model格式（如图3.1）

图3.1格式选择

2）打开ANSYS软件，点击FILE>IMPORT>CATIA,导入零件（如图3.2）

图3.2导入模型

3）依次选择PLOT>VOLUMES,PLOTCTRLS>BESTQUALITYIMAGE>RESETTOGLOBALS,REPLOT，显示为实体如图所示。

（如图3.3）

图3.3实体显示

3.2网格划分及约束添加

1）定义材料类型。

定义单元类型为SOLID45，弹性模量E=2.14e11,泊松比u=0.3,密度p=7.8e-6，选择自由划分网格划分，对实体进行网格划分（如图3.4,3.5）

图3.4弹性模量

图3.5网格划分

2）选择齿轮中心孔面，加载全约束，对其中一个齿侧面添加载荷，完成分析前工作（如图3.6）

图3.6加载约束

3.3运算求解（如图3.7）

图3.7运算求解

4.结果分析

4.1结果显示

1）整体变形（如图4.1）

图4.1整体形变

2）x,y,z静力应变（如图4.2~4.7）

图4.2x方向形变

图4.3y方向形变

图4.4z方向行变

图4.5x方向静力应变

图4.6y方向静力应变

图4.7z方向静力应变

4.2结果分析

通过ANSYS分析及验算该零件基本符合设计要求

/VIEW,1,0.561517566281,0.488801279440E-01,-0.826019827758

/ANG,1,32.0082507507

/REPLO

/VIEW,1,-0.273618227334,0.232501571127,-0.933314569207

/ANG,1,37.0270556169

/REPLO

/VIEW,1,-0.629556555491,0.159********5,-0.760469674763

/ANG,1,41.0623901340

/REPLO

/VIEW,1,-0.689692802773,-0.593622458260,0.414651920111

/ANG,1,21.1105171156

/REPLO

/VIEW,1,-0.641971068411E-01,-0.252253889549E-01,0.997618369531

/ANG,1,1.40796540736

参考文献

[1]盛选禹，张宏伟编著。

CATIA机械设计命令详解。

哈尔滨：

哈尔滨工业大学出版社，2005

[2]张乐乐，苏树强，谭南林编著。

ANSYS辅助分析应用基础教程上机指导。

北京：

清华大学出版社，北京交通大学出版社，2007

[3]主张校主编，工程材料，北京：

清华大学出版社，2001

[4]孙桓，陈作模，葛文杰主编，西北工业大学机械原理及机械零件教研室编。

北京：

高等教育出版社，2006.5

[5]陈家瑞主编。

汽车构造：

上册，下册。

北京：

机械工业出版社，2001