ANSYSworkbench分析齒輪接觸分析結(jié)果與Hertz公式計算值相差很大

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我在workbench軟件分析一對直齒圓柱齒輪的接觸應(yīng)力，主動輪：Z1=45,，M=4,，從動輪：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。請哪位大俠幫我指點指點,，非常感謝,。

zerowing

你接觸橢圓的曲率半徑用的多少？

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

R1=13.22mm,R2=31.24mm

angelguymoon

你的材料屬性,、接觸單元設(shè)置好了嗎,？

1013007228

1013007228 發(fā)表于 2015-4-8 09:33
R1=13.22mm,R2=31.24mm

這兩個值是兩個齒輪接觸點處的曲率半徑

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angelguymoon 發(fā)表于 2015-4-8 09:57
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
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寂靜天花板

樓主概念錯誤，首先

Ft=2T1∕d1
' m1 v+ [5 A' w4 @& U這個公式不是什么赫茲應(yīng)力公式,，這是名義圓周力Ft計算公式,，而圓周力Ft是法向壓力Fn的分解力
法向壓力：齒輪嚙合傳動時，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,。
0 E* X7 S  k# ^* x6 w6 G7 T作用在主動輪和從動輪上的力大小相等，方向相反,。主動輪上的圓周力是阻力,，其方向與它的回轉(zhuǎn)方向相反；從動輪上的圓周力是驅(qū)動力,，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的法向方向,，對于漸開線齒廓即為通過嚙合點與基圓相切的嚙合線方向,。

齒輪傳動工作過程中，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。
5 m; D6 w% d. t7 r; p
- a0 ]. {- k* ]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)面驗證,，樓主的軟件分析結(jié)果應(yīng)該沒什么錯誤,，倒是樓主的計算出了差池。
@zerowing  @2266998
7 N+ G% k0 u) R+ G5 C8 x) V

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寂靜天花板 發(fā)表于 2015-4-11 10:23
, w# D6 Y2 y) S( Q9 Y/ _. G+ B樓主概念錯誤，首先Ft=2T1∕d1
這個公式不是什么赫茲應(yīng)力公式,，這是名義圓周力Ft計算公式,，而圓周力Ft是法 ...

1 R! q: [! V2 r( J# @( g0 O; l3 n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計算出來的295MPa差不多,，我知道 Ft=2T1∕d1 不是赫茲公式啊，這個公式我只是把主動輪的扭矩轉(zhuǎn)換成齒間的法向壓力Fn呀,，然后我才把這個Fn代入赫茲公式計算的,。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)帖請教的,。

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寂靜天花板 發(fā)表于 2015-4-11 10:23
4 P0 _+ a- S% J; M! [  N  N樓主概念錯誤，首先Ft=2T1∕d1
這個公式不是什么赫茲應(yīng)力公式,，這是名義圓周力Ft計算公式,，而圓周力Ft是法 ...

還是謝謝你特意算了一下
' W) y* V/ X: }+ ?6 j

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寂靜天花板 發(fā)表于 2015-4-11 10:23
0 c( |% G# P1 z樓主概念錯誤，首先Ft=2T1∕d1
這個公式不是什么赫茲應(yīng)力公式,，這是名義圓周力Ft計算公式,，而圓周力Ft是法 ...

zerowing 大俠說的沒錯，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ansys分析的結(jié)果和hert公式理論值進行比較，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懷疑……  然后我就不解了,，就發(fā)帖請教大俠們了