文档介绍：机械创新实****报告
基于ansys汽车圆柱齿轮热处理温度特性分析
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基于ansys汽车圆柱齿轮热处理温度特性分析
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如热--应力分析、热--电分析、热--磁分析等。一般模数齿轮一般采用逐步淬火的方法，即对齿轮单齿进行逐一淬火，为了能够准确和方便地建立几何模型，可选取齿轮的1/54部分，即单齿进行模型建立，这样可以简化计算模型，节省内存空间，提高仿真速度，其仿真结果与实际完整齿轮基本一致。图2-3即为用SolidWorks创建的单齿的三维模型。
图2-3 用SolidWorks建立的齿单齿的三维模型
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生成模型后，将当前模型另存为*.x_t格式，留作之后导入ANSYS软件。
第三章 圆柱齿轮渗碳淬火过程热力学模型
20CrNi2MoA低碳合金钢是大模数齿轮首选的渗碳钢之一，长期以来具有稳定的化学成分、成熟的冶炼工艺过程。其热力学性能参数已作为标准列入国家渗碳钢材料手册。
相关材料热力学参数
圆柱齿轮材料选用20CrNi2MoA，当利用ANSYS软件对其淬火过程进行温度场仿真时，需要提供材料密度、比热容、热传导率等参数，其对应的参数数值如表3-1【【1】[M]。2006
【2】王焕琴，杜家熙，[M].电子科技大学出版社，2000
【3】王勖成．有限单元法[M]．清华大学出版社．2005
【4】薛守义．有限单元法[M]．中国建材出版社．2005
【5】胡德林．金属学及热处理[M]．西北工业大学出版社，1995
【6】关鼎，[M].***出版社，2006
【7】李强，淬火过程的计算机模拟与试验研究[D]．燕山大学， 2003
【8】[M].北京：中国标准出版社，1988
】：
表3-1 20CrNi2MoA热学性能参数
密度（Kg/m3）
20℃
7850
比热容Cp【J/(KgK)】
460
温度t(℃)
0
100
200
400
600
800
1000
热传导率【W／（mK）】
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力学性能参数
同样的，当利用ANSYS软件对齿轮的淬火过程进行应力场仿真时，也需要提供在不同温度下的弹性模量、屈服强度、切变模量、泊松比、线膨胀系数等力学性能参数，见表3-2：
表3-2 20CrNi2MoA力学性能参数
温度t
(℃)
弹性模量E
（Pa）
屈服强度
（Pa）
切变模量G
（Pa）
泊松比
线膨胀系数
1／℃
20
-5
500
1000
1500
2000
建立齿轮模型
利用ANSYS建立分析模型最常用的方法有两种：一种是利用ANSYS的绘图功能，生成分析模型，再进行仿真模拟；另外一种，就是利用ANSYS与其它三维绘图软件，如AutoCAD，SolidWorks，Pro/E等强大的数据传输能力，本课题就是利用SolidWorks软件进行建模，然后导入ANSYS软件中，具体步骤为：运行ANSYS软件，【File】→【Import】→【PARA】,弹出窗口中查找到之前保存的*.x_t文件,选中，【OK】，导入完成，现在看到的是线框，接着【Ploctrls】→【Style】→【Solid Model Facets】,下拉框中选择【Normal Faceting】→【OK】,接着鼠标右键，选择【Replot】即可看到实体，如图3-1：
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图3-1 ANSYS建模分析图
淬火仿真方案及其相关参数
依赖有限元方法可以仿真淬火齿轮内部温度变化过程，这样可以得到齿轮内部的仿真温度场，然后计算、仿真齿轮的淬火变形情况。但是，首先需要确定初始的温度边界条件和对流换热系数。
齿轮齿面在油性介质中淬火，其介质主要在上下深度方向流动（既齿宽方向），-