姚 涛，刘 威

（中国船舶重工集团公司第七一〇研究所，湖北宜昌 443003）

基于Pro/E和ANSYS Workbench的齿轮有限元分析

姚 涛，刘 威

（中国船舶重工集团公司第七一〇研究所，湖北宜昌 443003）

基于Pro/E平台，通过参数化方法建立齿轮模型，导入ANSYS Workbench中，用有限元法对齿轮接触处的接触应力进行分析，获得齿轮的真实应力场，从而精确分析了齿轮的结构强度。

Pro/E；ANSYS；齿轮；有限元分析

0 引言

齿轮传动是机械传动中重要传动方式之一，具有传动比准确、传动功率大、传动效率高、和使用寿命长等特点。由于齿轮传动应用范围广，使用时间长，容易出现一些故障。60%以上的机械故障中是齿轮失效，其中齿面疲劳损坏和齿根断裂又是齿轮失效主要现象，所以针对机械传动的工作环境，合理设计齿轮结构、规划应力分布是减少齿轮故障的重要途径。近年来，在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元方法为解决这些问题提供了有效的途径[1]。本文采用Pro/E参数化特征建模方法和有限元软件ANSYS Workbench对齿轮进行有限元分析。

1 基于Pro/E平台建立齿轮参数化几何模型

Pro/E建模主要特点是特征建模和参数化，这两特点使其具有强大的参数化特征造型功能。特征建模是通过特定的参数化几何元素和特征尺寸参数变化构造出各种零部件实体模型，参数化是通过定义特征间的几何约束和尺寸约束，以一定参数关系维护各特征间的关联，保证以特征为基础的模型修改的有效性和一致性，特征建模和参数化相结合实现了对各种几何实体全数据管理，大大提高建模效率和准确性，节省资源，为此利用Pro/E提供的二次开发工具Pro/TOOLKIT开发了齿轮零件的自动建模模块。……