◇西华大学汽车与交通学院 尹 鹏

齿轮作为传动系统关键部件，其工作性能直接影响了机械传动的安全性，因此有必要对其进行动态仿真分析。基于有限元动态仿真方法，建立了齿轮接触的有限元模型，进行动态啮合仿真，研究了齿轮动态啮合时的应力分布情况。分析了摩擦系数、转速对应力分布的影响，发现随着摩擦系数的增大、转速的提高、齿轮接触应力有所上升，摩擦系数对结果影响不大，而转速变化对结果的影响则比较明显。

齿轮一般通过键连接于轴上，起到传递力矩的作用。其在工作时，常处在恶劣的环境下，极易失效，因此有必要分析其工作中的应力分布规律，以便为后续学者研究提供理论依据。以往已经有学者对齿轮动态啮合进行了一定分析，但还不完善[1-4]，利用了ABAQUS有限元软件对齿轮进行了有限元建模，其对齿轮传动这种非线性过程的分析有独特的优势。

1 有限元模型的建立

1.1 齿轮参数及前处理

由于齿轮啮合中常会出现多齿轮啮合的情况，所建立的三维模型为三齿轮啮合模型，参数如下[5]：

表1 齿轮参数表

利用CATIA软件建立了齿轮三维模型，并利用hypermesh前处理软件对齿轮进行了切割及网格划分，选用的齿轮材料为合金钢，其弹性模量为210000 MPa，泊松比为0.3，质量密度为7800 kg/m3。采用显示动力学进行分析，时间间隔为0.001 s。网格类型为C3D8R，单元数量为112290，节点数量为127720。齿轮间以耦合的方式进行接触，并以齿轮模型中心为参考点，对小齿轮施加104 rad/s的初始转速。……