[讨论、交流]齿轮系统的动力学仿真

无水1324

齿轮系统的动力学仿真是个非常复杂、而且一直有人在做这方面的研究；
1、齿轮系统的非线性因素的确定，如，轮齿间隙，油膜润滑、时变刚度，齿面摩擦等
2、齿轮系统数学模型的建立；
3、参数系统的分析求解；
4、混沌与分岔分析。
5、还有就是针对的齿轮形状，如，直齿轮、斜齿轮，直齿锥齿轮，面齿轮，最后最难的可能就是螺旋锥齿轮了。前面四点的主要对象就是这些。每一方面都是一个非常复杂的。论坛里面做的比较多，大家就留一下自己的方向?

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
一下面这种方式回复，我还统计一下，建立一个圈子
学      校：
模      型：                            % 模型主要是考虑那些因素
主要方向：                            % 混沌，还是齿轮箱的检测

octopussheng

哈哈，我硕士阶段做的就是双圆弧弧齿锥齿轮的CAD建模和有限元分析！

[ 本帖最后由 无水1324 于 2007-7-20 15:32 编辑 ]

无水1324

请问一下，你的齿面方程式怎么建立的？

octopussheng

推导很麻烦的，也是导师推的，自己就直接拿过来用了

大体过程是这样的，从基准齿廓出发，经过坐标变换到产形轮的齿面方程，然后从产形轮的齿面方程计算出接触线和啮合线，再经过坐标变换到实际齿面上，从而得到齿面方程！

[ 本帖最后由 无水1324 于 2007-7-20 16:41 编辑 ]

无水1324

你的意思是不是先建立大齿轮的齿面方程，确定其接触线及啮合区域，然后推导出小齿轮的齿面方程？
产形轮是什么意思？

octopussheng

因为也有好久没有做了，有些东西说的不会很清楚了！这个可以看看我的硕士论文，哈，自夸一下啦，我用QQ给你传一下吧！

savagebob

呵呵，我也是做这个方向的~~~不过不做那么细。我根据实际的一套图纸，进行动力学分析。
不过无水1楼说的前四个方面我都设计，最近才开始搞这个东西，希望一起进步。

无水1324

最好大家说说做齿轮的一些心得体会或者近期的一些目标

octopussheng

原帖由 无水1324 于 2007-7-21 09:18 发表

                               
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最好大家说说做齿轮的一些心得体会或者近期的一些目标

无水说的很对，我先说一下吧！

我以前做的经验就是——如果单纯做做齿轮CAD建模、然后搞搞有限元，这条路子还是相对比较简单的，毕竟把软件用熟练了就差不多可以做很好了，如果要从理论上来做，就很复杂了，如齿形参数的影响、齿轮的冲击噪声、齿轮的热分析、冲击振动分析，这些还是有挑战的！

很多方面和高等数学、线性代数、非线性数学等关系非常密切，就拿齿面方程建模来说，其数学推导就要用到线性代数、微分几何、高等代数等理论，所以还是建议作这方面的加强理论知识理解！

而CAD、CAE方面，我推荐学习UG、CATIA以及Hypermesh、ANSYS、LSDYNA这几个软件，特别是LSDYNA，对显式动力学的计算非常有效！

无水1324

原帖由 octopussheng 于 2007-7-21 09:49 发表

                               
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无水说的很对，我先说一下吧！

我以前做的经验就是——如果单纯做做齿轮CAD建模、然后搞搞有限元，这条路子还是相对比较简单的，毕竟把软件用熟练了就差不多可以做很好了，如果要从理论上来做，就很复杂 ...

  

  有同感！我现在还没有作有限元的分析，主要是基于集中质量模型的非线性动力学分析，从齿轮的结构参数出发，非线性因素的确定，模型，最后归结为一个单自由度(考虑支撑的时候就是多自由度)常数、参数激励、分段线性的微分方程。然后就是数值或者解析的方法去寻求这个方程所代表的非线性信息。但是这里面涉及的问题也是一样，分段 也就是非光滑了，其分析就有一定的难度。参数激励，最简单的mathieu方程和Hill方程现在还在做，所以在这方面的有所突破的话是很难的。所以必须要有很强的数学力学理论

octopussheng

其实不管是用什么模型，如有限元模型或者是集中质量模型，都是对原模型的一种简化，用了很多假设，和实际情况比起来，差别还是很大的啊！

如CAE仿真，首先这个三维几何模型就存在很大的问题，实际齿轮加工包括铣、磨、表面处理等步骤，而且齿形上还要考虑齿根倒圆、齿顶修圆等等（呵呵，有些词很久没接触了，可能表述不对），这些对仿真精度影响很大的。像我上面讲的推导齿面方程，实际上已经将齿轮后续的一些包括表面处理等省略掉了，其实这样的分析可靠性还是比较差的！

而集中质量模型，存在更多的简化，尤其是齿轮非线性方面，包括了自身存在的弹簧力的非线性，还存在动载荷，这样对齿轮分析影响非常大！

还是那句话——革命尚未成功，同志仍需努力哦！呵呵

savagebob

cae分析对于微小的量变化根本没法做，比如齿轮修型，几个丝的修行量怎么可能cae仿真得出。

现在我的目标就是集中参数法的非线性动力学分析+cae仿真结合起来用，毕竟二者是互补的，集中参数法可以做系统，可以分析多级传动，可以做馄饨分析，可以得出自己需要的各种数据等，而cae软件分析则可以分析单个部件或较简单的系统，以及得出复杂形状的响应，必然齿轮箱体，不规则的各种东西，cae软件可较快的得出强度，应力，响应。——这是我自己的一点体会，呵呵

软件类我用hypermesh，ansa，ansys，abqus，画图用pro-e。软件我的推荐是hypermesh+abaqus+catia的组合。学ansys就一定要把dyna学了，不然没有显示算法，做接触，ansys痛苦死。呵呵，我现在都用abaqus分析东西。

当然做齿轮，实验太重要了
理论上现在才开始弄集中参数法:@Q 什么东西都不懂的，先潜水学习各位大大:@(

无水1324

原帖由 savagebob 于 2007-7-22 15:54 发表

                               
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cae分析对于微小的量变化根本没法做，比如齿轮修型，几个丝的修行量怎么可能cae仿真得出。

现在我的目标就是集中参数法的非线性动力学分析+cae仿真结合起来用，毕竟二者是互补的，集中参数法可以做系统，可以 ...

同样的感觉，但是用dyna做的时候很多东西还是不自满明确的，特别是里面的一些参数设置，还有考虑齿轮参数的微小变化，涉及到三维软件的模型转换到ansys时的精度问题，有时候导进去会发生一些意外。hypermesh是个什么软件？

savagebob

hypermesh、ansa、trugrid 是国外三大专业网格划分软件，很多复杂点的东西，或几何有问题的零件倒入cae软件中，没办法划分网格，必须进行几何清理，这是其一。而且专业 划分网格软件可以按照自己的需要划分各种优美的网格，特别是划分完美的全6面体。
hypermesh出了8.0后，很多功能很好用。
ansa是希腊公司软件，划分网格很是快速~~划分流体有优势。
来几张网格划分图片~~来个视觉冲击~~呵呵

savagebob

这个是trugrid划分的~~