文档介绍：基于UG和ANSYS的直齿圆柱齿轮参数化建模
及有限元分析
Parametric modeling and fi nite element analysis of spur gear based on UG
张帅1,周靖阳2,王彦斯3,肖福安4
ZHANG Shuai1, ZHOU Jing-yang2, WANG Yan-si3, XIAO Fu-an4
(,徐州 221116;,郑州 450000;
,北京 100600;,金昌 737100)
摘要:本文以直齿圆柱齿轮为研究对象,应用UG软件建立齿轮的参数化模型,通过数据交换接口导
入到ANSYS中创建有限元模型,并对该齿轮施加一定载荷进行有限元分析,分析结果可为齿
轮优化设计提供可靠依据。该参数化建模分析法不仅能实现UG建模与ANSYS分析的有机结
合,而且提高了零部件的快速开发与设计效率。
关键词:直齿圆柱齿轮;UG;参数化;ANSYS;有限元仿真分析
中图分类号:TH122 文献标识码:B 文章编号:1009-0134(2012)03(上)-0107-03
Doi: .1009-(上).34
0 引言 参数设置
齿轮传动是机械产品中应用最广泛的一种传渐开线直齿圆柱齿轮的几何尺寸取决于齿轮
动机构,既可以传递平面运动,也可以传递空间的5个基本参数:齿数、模数、分度圆压力角、齿
运动,其特点是传递功率范围大、传动比准确、顶高系数和齿根高系数,确定了这五个参数,就
使用寿命长而且工作可靠。在齿轮传动系统中, 可以创建一个标准渐开线齿轮。如表1所示。
由于齿轮作为承受载荷和传递动力的主要承担表1 齿轮主要参数设置
者,所以对齿轮的研究尤为重要,但是传统的齿
轮设计存在周期长、效率低的缺点。本文基于UG
灵活的三维建模特点和ANSYS专业的有限元分析
能力,探索出一条新思路,只需设计人员改变相
关参数,就可使用UG进行齿轮的快速参数化设计
并用ANSYS进行有限元分析,从而大大缩短了设
计工作量,提高了效率。
1 渐开线直齿圆柱齿轮参数化建模
参数化建模是指用参数表达式来表示零件的
尺寸关联和属性,设计人员可以通过修改零件的
特定参数和属性CAMEO凯模CAE案例库,从而得到所需零件模型。本文
采用EDS公司的Unigraphic NX(UG),该软件是世 渐开线曲线创建
界顶级的CAD/CAE/CAM品研发解决方案,广在UG环境下进行齿轮的参数化设计,最关键
泛应用于机械、家电、汽车、航空的工业制造领的是渐开线齿廓的绘制。本文采用直角坐标系建
域,拥有强大的三维造型能力,弥补了ANSYS难立关系式(1):
以建立复杂模型的缺点。(1)
本文通过UG中的“表达式”、“规律曲线”
和“基本曲线”等高级命令实现渐开线直齿圆柱 x,y—渐开线上任一点直角坐标值;
齿轮参数化模型的建立。 rb—基圆半径;
收稿日期:2011-08-10
作者简介:张帅(1987 -),男,江苏徐州人,硕士,研究方向为机械设计。