基于ANSYS的行星轮系模态分析方法.pdf

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1、·机械制造与研究·王堵，等·基于ANSYS的行星轮系模态分析方法基-3=ANSYS的行星轮系模趸分析方．去王瑁，郭语(1．金陵科技学院机电工程学院，江苏南京211169；2．南京航空航天大学机电工程学院，江苏南京210016)摘要：由于行星轮系结构复杂，为了在ANSYS中所建立的有限元模型具有通用性，利用AP—DL语言建立了行星轮系的参数化模型。在参数文件中输入所必须的参数，即可建立行星轮系的有限元模型，利用子空间法对其进行动力学模态分析，得到其固有频率以及对应的模态振型。对计算结果进行固有频率和振型的

2、分析，进而得到固有频率的分布状态以及对应的振型，在设计行星轮系的过程中避开这些区域，避免产生共振，从而达到提高齿轮系统品质的目标。关键词：ANSYS；行星轮系；模态分析中图分类号：TH12文献标志码：B文章编号：1671-5276(2010)05-0021-02AMethodofPlanetaryGearsModeAnalysisBasedonANSYSWANGJun，GUOYu(1．CollegeofMechanical&ElectricalEngineering，JinlingInstituteof

3、Technology，Nanjing211169，China；2．CollegeofMechanical＆ElectricalEngineering．NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing210016，China)Abstract：InviewofthecomplexityoftheplanetarygearsandtheuniversalityofmodelinginANSYS，parameterizedmodelingoftheplan

4、etarygearsisbuiltbytheAPDLlanguage．ThenecessaryparameterisinputtedtoobtainfiniteelementmodelwhichisusedformodeanalysisbyANSYS．Afterthecalculation，thenaturalfrequencyandthevibrationmodecanbegained，inwhichthedistributionofthenaturalfrequencyoftheplanetaryg

5、earsisshowedandcanbeusedtoimprovethedesignandmanufactureofthegearsystem．Keywords：ANSYS；planetarygears；modeanalysis1行星轮系自由度的约束以及啮合0引言齿间结点耦合约束方程的建立行星齿轮传动系统各零部件的结构及相互连接关系1．1行星轮系模型的建立、网格划分以及构成了一个复杂弹性机械系统⋯。由于机械、航空、航天领域的机电系统正朝着高速、重载、大柔度、高精度和自动各齿轮自由度的约束化的方向发展，使

6、得人们对行星轮系的动态性能提出了更由于行星轮系的结构比较复杂，用ANSYS中GUI界面高的要求，传统的静态设计方法也逐渐不能适应设计的要操作建模方式存在一定的困难，故考虑用ANSYS自带的求，而新兴的动态设计方法正越来越被认同和采用。目APDL语言编制程序建立行星轮系的参数化模型。在完成前，对齿轮传动所用的常规分析和设计方法己满足不了控程序编制后，在参数文件中输入参数如表1所示，再从AN-制系统动态性能的要求，因而必须采用现代的分析方法和SYS软件中读入程序建立如图1所示的行星轮系的模型。手段。表1算例

7、主要参数模态分析一般是确定设计中的结构或机器部件的振动特性，通过模态分析可以确定结构部件的频率响应和模参数数值态J。一般对于动力加载条件下的结构设计而言，频率模数2压力角2O。响应和模态是非常重要的参数，即使在谱分析或者谐响应行星轮个数3分析以及瞬态分析中也是必须的。太阳轮、行星轮、内齿圈齿数27．27．8l利用ANSYS软件建立行星轮系的参数化模型，同时太阳轮、行星轮、内齿圈齿顶高系数1，1，1利用自由度约束和耦合约束方程，对轮系进行动力学模态太阳轮、行星轮、内齿圈齿宽／mm10．10．10太阳轮、行

8、星轮中C,；／L半径／mm1O．1O分析，得到轮系的固有频率和振型。通过模型的参数内齿圈外半径／mm88．5对齿轮系统动力学进行深入的研究，以进～步了解齿轮系太阳轮、行星轮、内齿圈材料弹f生漠量／kPa1．06e8．1．06e8．1．06e8统结构形式、几何参数对系统动力学行为的影响，从而指太阳轮、行星轮、内齿圈材料泊松比0．3，0．3，0．3导高质量齿轮系统的设计和制造。太阳轮、行星轮、内齿圈材料密度／(ks／7．8e一6．7．8e一6．