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

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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(guò)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。
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zerowing

你接觸橢圓的曲率半徑用的多少？

1013007228

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
6 F! w4 ^4 d# X1 p5 D5 }# T4 t

angelguymoon

你的材料屬性、接觸單元設(shè)置好了嗎？

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

7 n8 [) ~4 q0 c" Q這兩個(gè)值是兩個(gè)齒輪接觸點(diǎn)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？

2 f; I1 B) y! O$ s! Y: ]9 R$ W5 t設(shè)置好了，彈性模量和泊松比都設(shè)置了
2 P$ J7 m! H/ R, S

寂靜天花板

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。
: v# ?( M/ f0 y3 h4 y8 y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(kāi)線齒廓即為通過(guò)嚙合點(diǎn)與基圓相切的嚙合線方向。
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齒輪傳動(dòng)工作過(guò)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。
) }# [. P: {) a說(shuō)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。

  q$ z1 O8 g* Y9 j- 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(yàn)證，樓主的軟件分析結(jié)果應(yīng)該沒(méi)什么錯(cuò)誤，倒是樓主的計(jì)算出了差池。
" |8 Y) I, b# B2 l@zerowing  @2266998

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寂靜天花板 發(fā)表于 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 ...

這位大哥，你沒(méi)理解我的意思啊。你算出來(lái)的最大用力跟我用workbench計(jì)算出來(lái)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(guò)赫茲公式算出來(lái)的最大接觸應(yīng)力=536MPa，兩者差距很大，我才發(fā)帖請(qǐng)教的。
% L. B) H- A! W' t

1013007228

寂靜天花板 發(fā)表于 2015-4-11 10:23
$ ~  D/ h" d' J( t$ x0 @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 ...

還是謝謝你特意算了一下

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寂靜天花板 發(fā)表于 2015-4-11 10:23
2 q) }4 Q: V5 t( q: q  B樓主概念錯(cuò)誤，首先Ft=2T1∕d1
( c6 M6 B, s! S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 ...

4 ~, s5 e! A# Tzerowing 大俠說(shuō)的沒(méi)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(guò)國(guó)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(méi)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
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