杨 敏

（青海民族大学 继续教育（职业技术）学院，青海 810007）

0 引言

齿轮传动是以齿轮副啮合为核心的、应用最广的机械传动。若不计齿轮啮合传动时的变形，为刚体动力学，若以柔性齿轮替代刚体齿轮，则属柔性体动力学，故柔性齿轮仿真更符合实际。因齿轮较复杂，其柔化需利用ANSYS等有限元软件，即通过将实体模型导入ANSYS生成模态中性文件MNF（Modal Neutral File）[1,2]，或直接在ANSYS中通过渐开线轮廓曲线三维坐标创建关键点，由样条线拟合渐开线轮廓曲线创建[3]。本文以直齿圆柱齿轮传动为例，用Geartrax插件[4]建模导入ANSYS创建柔性齿轮，并通过ADAMS/Flex Toolkit生成柔性优化齿轮Ⅰ、柔性优化齿轮Ⅱ，分别进行传动仿真分析并作比较。

1 齿轮对建模

应用Camnetics公司的齿轮生成器插件Geartrax2007，在SolidWorks2007环境下生成主、从动直齿圆柱齿轮的实体模型文件，均另存为ACIS或IGES格式（拟导入ANSYS生成MNF文件），两齿轮啮合装配文件另存为Parasolid格式（拟导入ADAMS进行刚体动力学分析）。齿轮参数[5]：齿数为10、模数为2.75、压力角为20°。

2 刚性齿轮传动

2.1 仿真建模

1）将Parasolid格式装配文件导入ADAMS，修改齿轮材料属性（为“Steel”）及颜色。

2）创建方向坐标系[1]。由两齿轮质心坐标可得齿轮副质心坐标。因齿轮传动比为1:1，故质心坐标点P3为两齿轮质心坐标点P1、P2的中点；利用工具栏定义Marker点的按钮，并设选项为“Add to Ground”和“Global XZ Plane”，使得方向坐标系的Z轴指向齿轮副啮合的方向。

3）为两齿轮创建旋转副“Joint_1”和“Joint_2”。

4）由旋转副“Joint_1”和“Joint_2”及齿轮副方向坐标系Marker_2创建齿轮副。

5）施加驱动。这里采用齿轮泵工作参数460r/min[5]，故将主动齿轮驱动速度设置为2760deg/s。

2.2 刚性齿轮仿真计算

设类型为Default(默认)，仿真时间Duration为100（s），仿真步数Steps为1000。……