利用Pro / E和Ansys设计和分析不同材料的齿轮外文翻译资料

利用Pro / E和Ansys设计和分析不同材料的齿轮

Koodali Srinivasarao

(阿迪亚工程学院机械工程系理学硕士 印度安得拉邦)

A.Sirisha Bhadrakali

(阿迪亚工程学院机械工程系助理教授 安德烈·苏拉帕兰印度邦)

摘要:齿轮是传动轴之间的动力传递元件，齿轮的动力是通过凸出部分渐进式啮合而形成的。当传动轴之间的中心距离相对较小时，齿轮的作用是在传动轴之间传递功率的。本文的主要目的是设计和分析船用螺旋齿轮，通过使用公式和计算方法，来确定船用斜齿轮的数据，并使用Pro/E软件根据数据绘制3D模型斜齿轮，利用ANSYS软件进行仿真，并进行结构和热分析。用镍铬钼合金钢和铝合金A360进行了结构和热分析。进行了结构分析和热分析，以符合位移、冯米赛斯应力和热特性相关的节点温度、热梯度和热通量。

关键词:位移；冯米赛斯应力；热梯度；热通量；Pro/ E和ANSYS方法

1.0齿轮简介

齿轮是旋转的机械元件，包括一个切口啮合的齿，它们通过与另一个齿轮元件的齿啮合以传递扭矩。将两个或多个可操作的齿轮称为传动，在齿轮传动期间，可以产生机械效益。因此是测量传动比的简单机械。普通状态是指一个齿轮与另一个齿轮啮合，然而，齿轮也可以啮合非齿轮元件，又称齿条，由此产生直线运动而不是旋转。

齿轮的传递相当于车轮滑轮。齿轮的一个好处是拥有好多个齿。当两个齿数不均匀的齿轮相互作用时，就形成了机械增益。在自行车和汽车等提出传动比的传动装置中，“齿轮”一词与“一级齿轮”一样，是指一个比实际齿轮更合理的传动比。这个表达是用来解释类似的装置，但当传动比是整数，或当装置并不真正包含任何齿轮，总是不均匀的传动。 最早的齿轮定位是在公元50年左右亚历山大的英雄提出来的，但是他们受到了公元前3世纪亚历山大的希腊机械影响，并被希腊博学的阿基米德（公元前287-212年）深入研究，有了更好的成果。

1.1热分析

热分析计算系统或组件中的温度分布和相关的热量。相关参数如下：

A.温度分布

B.损失或获取的热量

C.热梯度

D.热通量

热仿真在许多工程应用的设计中都起着重要作用，包括内燃机，涡轮机，热交换器，管道系统和电子元件。在许多情况下，工程师会在热分析之后进行应力分析，以计算热应（即由热膨胀或收缩引起的应力）。

2.0螺旋齿轮模型

图1 Pro/E中的螺旋齿轮

3.0螺旋齿轮钢结构分析

图2冯米塞斯应力为钢

3.1 镍铬钼合金钢螺旋齿轮的结构分析

图3镍铬钼合金钢的冯米塞斯应力

3.2铝合金A360斜齿轮的结构分析

图4铝合金A360的Von Mises应力

4.0螺旋齿轮用钢的热分析

图5钢的热通量向量之和

4.1利用镍铬钼合金对斜齿轮进行热分析

图6 镍铬钼合金钢的热通量矢量和

4.2铝合金A360斜齿轮的热分析

图7所示 铝合金A360的热通量矢量和

5.0结果

图8钢镍铬钼合金和A360铝合金的位移

图9 适用于钢、镍铬合金和铝合金A360

图10 适用于钢材、镍铬合金及铝合金A360

图11镍铬钼合金钢的热流密度

根据分析图像，我们已经观察到三种材料的位移，铝合金A360是获得了更多的阀门。这三种材料进行了冯米赛斯应力的比较，结果表明A360铝合金比钢和镍铬钼合金钢的应力要低。并与其它材料进行了热梯度和热通量的比较。我们观察到了铝合金A360更多。最后，我们观察到这是安全的工作条件，因为从分析中获得的冯米赛斯应力阀小于屈服应力值。

6.0结论

在我们的项目中，我们利用理论计算和在Pro/Engineer中对螺旋齿轮进行了建模，设计了一种应用于船舶上的螺旋齿轮。

我们已经使用钢，镍铬钼合金钢和铝合金A360对斜齿轮进行了结构分析和热分析。

通过观察分析结果，获得的应力值小于三种材料的相应屈服应力。因此，我们可以确定我们的设计在工作条件下是安全的。

通过比较三种材料的分析，

铝合金A360的热梯度大于钢和镍铬钼合金钢

铝合金A360的冯米塞斯应力小于钢和镍铬钼合金钢。

铝合金A360的热梯度大于钢和镍铬钼合金钢

铝合金A360的热通量高于钢和镍铬钼合金钢。

因此，可以说，根据我们的分析，将铝合金A360用于斜齿轮比使用钢和镍铬钼合金钢更有利。

7.0参考资料

1) Akinnuli B. O., Ogedengbe T. I. And Oladosu K. O. Published On Computer Aided Design and Drafting of Helical, Journal of Emerging Trends in Engineering and Applied Sciences (JETEAS) 3(6): 959-968, Scholar link Research Institute Journals, 2012 (ISSN: 2141-7016).

2) B. Venkatesh, V. Kamala and A.M.K. Prasad Paper Published On Design, Modelling and Manufacturing of Helical Gear IJAE RESEARCH, DINDIGUL, No1, 2010.

3) Vinay Kumar C. Jadhav, Rahulkumar M. Sonarand Santosh D. Sancheti Paper Published On FEA of Titanium Helical Gear Set, International Journal of Modern Trends in Engineering and Research-ISSN No.:2349-9745, Date: 28-30 April, 2016.

4) Chetan E. Kolambe and Dhananjay R. BardePaper Published On Study of Helical Gear Analysis Using FEA Software, DOI 10.4010/2016.517 ISSN 2321 3361, 2016IJESC

5) J. Venkatesh and Mr. P. B. G. S. N. Murthy Paper Published On Design and Structural Analysis of High Speed Helical Gear Using Ansys, Int. Journal of Engineering Research and Applications, ISSN: 2248-9622, Vol. 4, Issue 3(Version 2), March 2014, Pp.01-05

6) MO hit Singh, Wares Khan and Sanjeev Kumar Paper Published On Structural Analysis of Composite Material Helical Gear Under Different Loading Condition, International Journal of Engineering Sciences amp; Research Technology, Singh* Et Al.,5. (6): June-2016, Doi: 10.5281/Zenodo.55629.

7) Modi Prashant1 Paper Published On Design and Analysis of Helical Gear Using Ansys, Fem amp;Agma, International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), e-ISSN: 2395 -0056, Volume: 04 Issue: 01-Jan -2017

8) S. K. Suresh Kumarand S. Navaneethan Paper Published On Contact Stress Analysis of Helical Gear Pairs of Different Helix Angle, International Journal of Advanced Research in, ISSN: 22786252, Engineering and Applied Sciences Impact Factor: 5.795.

9) Machine Design by R.S. Khurmi

10) Handbook of Gear Design by Maitra

11) Handbook Of Practical Gear Design By Darle W. Dudley

12) Design Of Machine Elements By Bhandari

基于PRO/E和ANSYS的汽车排气消声器模态分析

王杰 汽车与交通 天津职业技术师范大学 中国天津 wangjie031@126.com

董鹏跃 汽车与交通 天津职业技术师范大学 中国天津 yuedongpeng2005@eyou.com

摘要：为了提高设计效率，应减轻排气消声器的固有频率共振。通过三维建模软件PRO/E创建消声器的实体模型，并利用ANSYS软件进行模态分析，以研究消声器的振动，从而区分工作频率与固有频率，并减轻共振。

关键词：排气消声器;模态分析;模式的形状;有限元方法

1. 介绍

汽车排气消声器是汽车排气系统的重要组成部分。良好的消音器应具有出色的振动性能，声学性能和空气动力学性能。振动系统的固有特性，固有频率和模式对系统的动态响应，动态载荷的产生和传递，系统振动的形式等都有重要影响。目前，为了了解消声器的振动特性，主要采用简化的数值分析模型来研究消声器的模态分析^[1]。本文利用Pro/E软件建立了消声器的实体模型，并利用ANSYS软件进行了模态分析，获得了消声器固有的低频振动和相应的振动模式，从而较好地研究了消声器的动态性能。

A.PRO/E与ANSYS之间的数据交换

Pro/E是由美国PTC公司开发的专业CAD软件。通过此软件可以快速建立排气消声器的三维实体模型。将Pro/E与ANSYS相结合，有效地避免了重复工作。这已成为复杂机械结构研究的首选。

下面介绍两种常用的方法[2]:将Pro/E开发的零件文件转换成ANSYS识别的文件。

B.使用IGES进行数据交换

基本图形交换规范(IGES)是一种公认的中间标准格式，用于在不同的CAD和CAE系统之间的数据交换。A

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