基于ProE和Abaqus的弧齿锥齿轮建模与动态接触分析.docx

基于ProE和Abaqus的弧齿锥齿轮建模与动态接触分析
摘要：本文基于ProE和Abaqus软件，对一对弧齿锥齿轮进行了三维建模，并进行了动态接触分析。通过建立完整的几何模型和材料属性，计算出了弧齿锥齿轮的接触应力和接触压力分布。结果表明，该齿轮具有较好的接触性能和可靠的强度，符合设计要求和工程使用标准。
关键词：ProE；Abaqus；弧齿锥齿轮；动态接触分析；接触应力
一、引言
弧齿锥齿轮是一种机械传动中常用的齿轮，广泛应用于各种类型的汽车、工程机械、航空、军工等领域。在其传动过程中，齿轮间的接触问题一直是研究的热点之一。接触问题的分析有利于确定齿轮的性能和可靠性，提高齿轮传动效率，减少齿轮的磨损和损坏。
本文以弧齿锥齿轮的建模和动态接触分析为研究对象，通过使用ProE和Abaqus软件进行三维建模和数值模拟，分析弧齿锥齿轮在接触状态下的应力、变形等情况，为齿轮设计和使用提供理论依据。
二、建模与计算方法
建模：首先使用ProE软件建立了一对弧齿锥齿轮的三维几何模型，并设定了其材料属性和运动参数。通过对模型进行检查和修正后，将其导出到Abaqus软件中进行动态接触分析。
计算方法：将齿轮模型加入到Abaqus的求解器中进行计算，并运用非线性动力学分析方法，包括接触分析、非线性材料模型、动态载荷和初始变形等因素，进行有限元分析。通过该方法，可以计算出齿轮接触区域的应力、应变和变形等数值参数，并根据这些参数来判断齿轮的强度和可靠性。
三、结果分析
在模拟分析过程中，通过对弧齿锥齿轮在工作状态下的接触行为进行了分析，计算出了齿轮的接触压力、接触应力和剪切力等参数，并得出以下结论：
1.齿轮的接触应力主要集中在齿顶和齿根部分，分布较为均匀。因此，齿轮具有较好的接触性能和较高的承载能力。
2.齿轮的变形主要分布在齿轮头部和齿根部分，随着负载的加重而逐渐变形。变形幅度较小，齿轮表现出较好的抗弯性能和稳定性。
3.齿轮的接触应力和接触压力分布均符合工程设计规范和使用标准，齿轮具备较好的强度和可靠性，可以满足实际需求。
四、结论
本文以弧齿锥齿轮的建模和动态接触分析为研究对象，使用ProE和Abaqus软件对其进行了三维建模和有限元分析，并计算出了齿轮在接触状态下的应力和变形等参数。通过分析结果发现，齿轮具有较好的接触性能和可靠的强度，能够满足工程使用要求和标准。该研究对于齿轮设计和力学性能的优化有一定启示作用，需要在实际应用中加以应用和验证。