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標(biāo)題: ANSYSworkbench分析齒輪接觸分析結(jié)果與Hertz公式計(jì)算值相差很大 [打印本頁]

作者: 1013007228 時(shí)間: 2015-4-7 20:07
標(biāo)題: ANSYSworkbench分析齒輪接觸分析結(jié)果與Hertz公式計(jì)算值相差很大
我在workbench軟件分析一對(duì)直齒圓柱齒輪的接觸應(yīng)力,，主動(dòng)輪：Z1=45,，M=4,，從動(dòng)輪：Z2=20,，B=25mm。扭矩T=165000N.mm,，網(wǎng)格劃分的比較細(xì)致了,，結(jié)果最大接觸應(yīng)力值295Mpa。而根據(jù)赫茲公式,，F(xiàn)=T/d1=T/0.5M*Z1,將F代入赫茲公式,，求得最大接觸應(yīng)力值為536MPa,。為什么解析解和數(shù)值解相差這么大,，跟法向剛度因子有關(guān)么？我分別試過法向剛度因子0.3, 1,，3,，6，結(jié)果都不理想,。請(qǐng)哪位大俠幫我指點(diǎn)指點(diǎn),，非常感謝。

作者: zerowing 時(shí)間: 2015-4-7 21:08
你接觸橢圓的曲率半徑用的多少,？

作者: 1013007228 時(shí)間: 2015-4-8 09:33

zerowing 發(fā)表于 2015-4-7 21:08
# {( C3 M! W5 e你接觸橢圓的曲率半徑用的多少,？

R1=13.22mm,R2=31.24mm

作者: angelguymoon 時(shí)間: 2015-4-8 09:57
你的材料屬性、接觸單元設(shè)置好了嗎,？

作者: 1013007228 時(shí)間: 2015-4-8 10:36

1013007228 發(fā)表于 2015-4-8 09:33
- P c/ Z+ h* M |+ F# l9 ?R1=13.22mm,R2=31.24mm

這兩個(gè)值是兩個(gè)齒輪接觸點(diǎn)處的曲率半徑

作者: 1013007228 時(shí)間: 2015-4-8 10:37

angelguymoon 發(fā)表于 2015-4-8 09:57 $ i2 f* ^9 v- m5 Z @' B1 Y
你的材料屬性,、接觸單元設(shè)置好了嗎？

設(shè)置好了,，彈性模量和泊松比都設(shè)置了

作者: 寂靜天花板 時(shí)間: 2015-4-11 10:23
樓主概念錯(cuò)誤,，首先

Ft=2T1∕d1
這個(gè)公式不是什么赫茲應(yīng)力公式，這是名義圓周力Ft計(jì)算公式,，而圓周力Ft是法向壓力Fn的分解力
法向壓力：齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí),，若忽略輪齒間的摩擦,，則輪齒間存在著沿著法線方向的作用力，稱為法向壓力,，用Fn表示,，又稱名義載荷。
作用在主動(dòng)輪和從動(dòng)輪上的力大小相等,，方向相反,。主動(dòng)輪上的圓周力是阻力，其方向與它的回轉(zhuǎn)方向相反,；從動(dòng)輪上的圓周力是驅(qū)動(dòng)力,，其方向與它的回轉(zhuǎn)方向相同；兩輪所受的徑向力分別指向各自的輪心,。齒面上的總法向力方向則為嚙合點(diǎn)的法向方向,，對(duì)于漸開線齒廓即為通過嚙合點(diǎn)與基圓相切的嚙合線方向。

齒輪傳動(dòng)工作過程中,，相嚙合的輪齒受到法向力Fn的作用,，主要產(chǎn)生兩種應(yīng)力：齒面接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力。
說到這,，各位就明白了,，樓主的概念錯(cuò)誤是把齒輪受的外力，與齒輪輪齒內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力混為一談,。
(, 下載次數(shù): 330)
這是用solidworks simulation分析的,，用了一般密度的網(wǎng)格劃分的，274Mpa,。只是從側(cè)面驗(yàn)證,，樓主的軟件分析結(jié)果應(yīng)該沒什么錯(cuò)誤，倒是樓主的計(jì)算出了差池,。
@zerowing @2266998

作者: 1013007228 時(shí)間: 2015-4-11 15:08

寂靜天花板發(fā)表于 2015-4-11 10:23 . c, D" ^* H0 N6 k
樓主概念錯(cuò)誤,，首先Ft=2T1∕d1 ; y5 a) v# G b9 }4 }/ P
這個(gè)公式不是什么赫茲應(yīng)力公式，這是名義圓周力Ft計(jì)算公式,，而圓周力Ft是法 ...

這位大哥,，你沒理解我的意思啊。你算出來的最大用力跟我用workbench計(jì)算出來的295MPa差不多,，我知道 Ft=2T1∕d1 不是赫茲公式啊,，這個(gè)公式我只是把主動(dòng)輪的扭矩轉(zhuǎn)換成齒間的法向壓力Fn呀，然后我才把這個(gè)Fn代入赫茲公式計(jì)算的,。我取的泊松比=0.277,，彈性模量=2.11e11Pa，接觸位置的綜合曲率半徑的倒數(shù)=0.10765mm,。我通過赫茲公式算出來的最大接觸應(yīng)力=536MPa,，兩者差距很大,，我才發(fā)帖請(qǐng)教的。

作者: 1013007228 時(shí)間: 2015-4-11 15:09

寂靜天花板發(fā)表于 2015-4-11 10:23 5 J0 n# j1 }4 g! T( y
樓主概念錯(cuò)誤,，首先Ft=2T1∕d1 , D' I6 V! U$ f4 ?2 a
這個(gè)公式不是什么赫茲應(yīng)力公式,，這是名義圓周力Ft計(jì)算公式，而圓周力Ft是法 ...

還是謝謝你特意算了一下

作者: 1013007228 時(shí)間: 2015-4-11 15:31

寂靜天花板發(fā)表于 2015-4-11 10:23 ! b3 J) x2 w/ G- n1 v. m1 ]: O. e
樓主概念錯(cuò)誤,，首先Ft=2T1∕d1
: j% {- ]8 Y4 d這個(gè)公式不是什么赫茲應(yīng)力公式,，這是名義圓周力Ft計(jì)算公式，而圓周力Ft是法 ...

zerowing 大俠說的沒錯(cuò),，hertz公式的理論模型就是兩圓柱體滾子接觸的,，我算的也是單齒的嚙合。我看過國內(nèi)的很多篇關(guān)于齒輪接觸的論文,，他們中大多數(shù)最后都把a(bǔ)nsys分析的結(jié)果和hert公式理論值進(jìn)行比較,，他們都算出兩者的偏差幾乎都在5%以內(nèi)的。我的結(jié)果居然差了這么多,，但是hertz公式其實(shí)并沒有考慮摩擦和變化接觸剛度,，他們算出這么接近的值我反而有點(diǎn)懷疑…… 然后我就不解了，就發(fā)帖請(qǐng)教大俠們了

作者: zerowing 時(shí)間: 2015-4-12 00:22
大俠,，這么說吧,。你就是簡(jiǎn)單校核一下的話，近似用滾子接觸公式算也能說得過去,。非要跟有限元做對(duì)比,，就是小學(xué)生玩微積分了。

玩赫茲,，你必須知道赫茲產(chǎn)生的原理是什么,。彈性變形的傳遞一致。簡(jiǎn)單得說,，兩個(gè)平面接觸，施加一個(gè)正壓力,。簡(jiǎn)單物理學(xué)上認(rèn)為是均壓,，接觸面上各處應(yīng)力值一樣，均勻變形,。但實(shí)際上不是,。原因就是彈性變形使得應(yīng)力變形存在先后順序，形成最后的分布不均,。如果你能理解螺紋的單圈受力不均問題,，就可以發(fā)散到這個(gè)上面理解。在這個(gè)接觸上,，才有了數(shù)學(xué)上的一個(gè)理論解釋,，即赫茲接觸應(yīng)力,。

你要精確計(jì)算這個(gè)，就是8爺說的,。你要知道曲率的來由和形成規(guī)律,，要知道赫茲圓的形成規(guī)律，要知道這種短旋臂梁的受力變形規(guī)律,。結(jié)合起來,，才能談什么精確計(jì)算。你必須知道,，有限元本身也是一種精確計(jì)算法,。應(yīng)用的基本原理是沒有差異的。區(qū)別只在于如何從基本到最后的結(jié)果,。

另外,，網(wǎng)格不是越細(xì)越好，那是誤區(qū),。拉網(wǎng)格的基本原理你要明白,。只有在邊角或者小曲率處才需要更細(xì)的網(wǎng)格。一個(gè)大平板,，性質(zhì)是均勻的,，你拉細(xì)了也只是浪費(fèi)功夫。

就說這些,。忙過這段,，有時(shí)間了我會(huì)再來算算這個(gè)題。大俠如果有心研究這些,。就先讀讀基礎(chǔ)的東西,。別上來就看那些湊字?jǐn)?shù)的論文。很多都是糟粕,。

作者: 1013007228 時(shí)間: 2015-4-12 10:12

1013007228 發(fā)表于 2015-4-11 15:31
1 t: Y5 X% k6 nzerowing 大俠說的沒錯(cuò),，hertz公式的理論模型就是兩圓柱體滾子接觸的，我算的也是單齒的嚙合,。我看過國內(nèi) ...

齒面是變曲率這個(gè)我明白,，我取了齒輪接觸對(duì)其中一個(gè)位置分析的，得到接觸點(diǎn)處兩齒的曲率半徑再代入赫茲公式計(jì)算的,。

作者: 1013007228 時(shí)間: 2015-4-12 10:22

zerowing 發(fā)表于 2015-4-12 00:22 * Z- O- e3 S( I5 c( t
大俠,，這么說吧。你就是簡(jiǎn)單校核一下的話,，近似用滾子接觸公式算也能說得過去,。非要跟有限元做對(duì)比，就是小 ...

你才是大俠，感謝你的指點(diǎn),。

作者: 1013007228 時(shí)間: 2015-4-12 15:27

1013007228 發(fā)表于 2015-4-12 10:12
+ p0 P# T( d* E/ I5 Y8 k) T齒面是變曲率這個(gè)我明白,，我取了齒輪接觸對(duì)其中一個(gè)位置分析的，得到接觸點(diǎn)處兩齒的曲率半徑再代入赫茲公 ...

workbench里的接觸分析是不是以赫茲公式為理論基礎(chǔ)的,？

作者: eddyzhang 時(shí)間: 2015-4-12 21:05
論壇里面什么意見都有,，我建議樓主
1，看看ISO標(biāo)準(zhǔn)里面的計(jì)算方法,，
2,，復(fù)雜的計(jì)算就看Din的標(biāo)準(zhǔn)。
通過比較標(biāo)準(zhǔn),，再看看這方面計(jì)算的書籍,，你就可以發(fā)現(xiàn)里面到底有什么區(qū)別。也可以發(fā)現(xiàn)我們平時(shí)為什么直接套赫茲公式計(jì)算,。并不是每個(gè)人都了解,。
當(dāng)然計(jì)算公式大多時(shí)候是為了給工程人員使用，并不是為了計(jì)算多么精確,。
私下交流下來,，我覺得你是一個(gè)很有專研精神的人，這很難得,。希望你對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)以后,，再寫寫自己的心得。

作者: 1013007228 時(shí)間: 2015-4-12 22:14

eddyzhang 發(fā)表于 2015-4-12 21:05
( U4 m# h$ p1 O- O論壇里面什么意見都有,，我建議樓主
, I- N0 A7 n4 j# a4 C! T }1,，看看ISO標(biāo)準(zhǔn)里面的計(jì)算方法，
6 _* U0 M f& l! e. m% D% S2,，復(fù)雜的計(jì)算就看Din的標(biāo)準(zhǔn),。

謝謝大俠夸獎(jiǎng)，我會(huì)去好好查看相關(guān)資料,，深知自己理論方面很欠缺,。多謝大俠不斷指點(diǎn)

作者: 武當(dāng)問道 時(shí)間: 2015-8-3 14:58
我想知道結(jié)果怎樣了

作者: lwd 時(shí)間: 2016-3-29 21:25

zerowing 發(fā)表于 2015-4-12 00:22
a1 s' S) j, q7 B) l" W大俠，這么說吧,。你就是簡(jiǎn)單校核一下的話,，近似用滾子接觸公式算也能說得過去。非要跟有限元做對(duì)比,，就是小 ...

你好，還在嗎,？我想請(qǐng)教您一個(gè)計(jì)算接觸問題的理論計(jì)算的問題,，就是魚眼端子和PCB的接觸計(jì)算

作者: 晨水無塵 時(shí)間: 2016-5-9 15:59
樓主。我現(xiàn)在在做畢業(yè)設(shè)計(jì)，現(xiàn)在也碰到這個(gè)問題,，你當(dāng)時(shí)是怎么解決的呢,？萬分感謝！

作者: qhfx 時(shí)間: 2023-3-29 15:38
樓主后面怎么解決的,？碰到了一模一樣的問題

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