变速器建模与分析.docx

1、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1.41.6）图1.4 作圆图1

2、.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

3、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23 利用ANSYS对二档齿轮进行静力分析3.1将二档齿轮导入ANSYS1)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FILEIMPORTCATIA,

4、导入零件（如图3.2）图3.2 导入模型3）依次选择PLOTVOLUMES,PLOTCTRLSBEST QUALITY IMAGERESET TO GLOBALS,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SOLID 45，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.

5、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4.24.7） 图4.2 x方向形变图4.3 y方向形变图4.4 z方向行变图4.5 x方向静力应变图4.6 y方向静力应变图4.7 z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 ,

6、 -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，20052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，20073主张校主编，工程材料，北京：清华大学出版社，20014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，2006.55陈家瑞主编。汽车构造：上册，下册。北京：机械工业出版社，2001