ANSYS和SolidWorks直齿伞齿轮设计

2013-07-15 by:Ansys软件应用培训中心来源:仿真在线

1 SolidWorks与ANSYS有限元分析

使用ANSYS进行有限元分析时。技术人员在进行三维模型的建立过程中耗费了大量的时间与精力。由于ANSYS自带的建模功能非常有限,只能建立一些结构简单的模型。随着ANSYS的应用日益广泛。在很多时候需要对非常复杂的模型进行有限元模型的建立,其需要处理的模型也越来越复杂,ANSYS自带的建模功能显示出很多的不足之处。SolidWorks作为一款三维CAD软件.拥有强大的参数化建模能力。可以建立非常复杂的实体模型。如果充分利用SolidWorks快速准确建模的特长,把在SolidWorks中建立好的模型导入到ANSYS中进行分析就可以很好地解决ANSYS建模能力的不足。现在,大多数的技术人员都是利用三维CAD软件建模,通过ANSYS与三维CAD软件之间的图形接口将建立好的模型导入到ANSYS中。了解ANSYS与SolidWorks之间的导入接口,能有效提高模型质量,简化分析工作,对CAE分析人员有着非常重要的意义。

2 机械产品虚拟设计实例

齿轮传动是现代机械中最常见的一种传动形式,渐开线齿廓齿轮具有较好的传动性能。而且便于制造、安装和测量,所以渐开线齿廓曲线是应用最多的齿廓曲线。在参数化设计过程中为了保证齿轮建模的准确性,经常需要对渐开线齿廓曲线进行精确绘制。

伞齿轮作为渐外线齿廓齿轮中的一种,在建立实体模型时,由于齿形及齿坯的复杂性,往往给建模人员带来很多困难,本文基于SolidWorks三维软件中的TOOLBOX插件,以及SolidWorks建模的常用命令对伞齿轮进行了建模。

2.1 直齿伞齿轮的建模

已知直齿伞齿轮的模数为16,压力角为20°,齿数为38,锥角为30°,材料为20CrMnTi,弹性模量为207CPa,泊松比0.25。

本文基于SolidWorks三维软件中的TOOLBOX插件,改变参数进行建模,进行三维建模的参数修改界面。
根据装配体的需要,通过拉伸凸台/基体,旋转凸台/基体、放样凸台/基体等命令。

2.2 SolidWorks与ANSYS的接口

将SolidWorks中的零件或装配体存成X_T的形式,注意在文件命名时,一定要用英文,如spiral bevel gear.X_T。在ANSYS中import选para,就可以导入了,导入后直齿伞齿轮如图。

2.3 直齿伞齿轮应力分析

(1)网格划分

把导入到ANSYS中的伞齿轮去除单一齿,以减少网格划分时间,然后建立工作文件名和工作标题,定义单元类型和材料特性。

(2)应力分析