機械創(chuàng)新實習(xí)報告

　目錄 第一章

　 緒

　論 ..................................................................................................... -

　2

　-

　1.1 齒輪的淬火處理................................................................................... - 2 -

　1.2 有限元方法............................................................................................ - 2 -

　1.3 齒輪有限元仿真的現(xiàn)狀........................................................................ - 2 -

　1.4 課題意義............................................................................................... - 3 -

　1.5 研究內(nèi)容............................................................................................... - 3 -

　第二章

　 圓柱齒輪的幾何特征和模型建立 ...................................................... -

　4

　-

　2.1

　圓柱齒輪的幾何特征......................................................................... - 4 -

　2.2 圓柱齒輪的三維模型建立................................................................... - 5 -

　第三章

　 圓柱齒輪滲碳淬火過程熱力學(xué)模型 .................................................. -

　5

　-

　3.1 相關(guān)材料熱力學(xué)參數(shù)........................................................................... - 6 -

　3.1.1 熱學(xué)性能參數(shù)................................................................................................ - 6 -

　3.1.2 力學(xué)性能參數(shù)............................................................................................... - 6 -

　3.2 建立齒輪模型....................................................................................... - 6 -

　3.3 淬火仿真方案及其相關(guān)參數(shù)........................................................................... - 7 -

　第四章

　 圓柱齒輪淬火過程的計算機仿真 ...................................................... -

　8

　-

　4.1

　溫度場分布的仿真 ...................................................................................... -

　8

　-

　4.1.1 瞬態(tài)傳熱的數(shù)學(xué)模型................................................................................... - 8 -

　4.1.2 齒輪淬火溫度場的仿真............................................................................... - 8 -

　4.1.3 溫度場仿真................................................................................................... - 9 -

　4.2 淬火應(yīng)力分布的仿真..................................................................................... - 11 -

　第五章

　 結(jié)論 .................................................................................................... -

　12

　-

　5.1 結(jié)論................................................................................................................. - 12 -

　參考文獻(xiàn) ............................................................................................................ -

　13

　-

　精選文庫 - - 2 - 第一章

　緒 論 1.1 齒輪的淬火處理

　齒輪傳動是機器中最常見的一種機械傳動，是傳遞機器動力和運動的一種主要形式，是各種機械產(chǎn)品的重要基礎(chǔ)零部件。它與帶、鏈、摩擦、液壓等機械傳動相比，具有功率范圍大、傳動效率高、圓周速度高、傳動比準(zhǔn)確、使用壽命長、結(jié)構(gòu)尺寸小等一系列特點。因此，它已成為許多機械產(chǎn)品不可缺少的傳動部件也是機器中所占比重最大的傳動形式。齒輪的設(shè)計與制造水平將直接影響到機械產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。由于齒輪在工業(yè)發(fā)展中的突出地位，致使齒輪被公認(rèn)為工業(yè)化的一種象征。

　隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，作為國家基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的機械設(shè)備也相應(yīng)朝著大型化方向發(fā)展。作為機械設(shè)備的重要元件—齒輪傳動裝置的傳遞功率也越來越大，產(chǎn)品規(guī)格尺寸也越來越大。為了滿足機械設(shè)備傳遞動力的需要，同時減少齒輪傳動的結(jié)構(gòu)尺寸和重量、提高齒輪的承載能力以及克服熱處理技術(shù)和加工機床帶來的限制，最大化提升齒輪裝置的綜合性能指標(biāo)，要求應(yīng)用于機械中的齒輪等機械零部件具有高強度、高可靠性。因此，為提高機械零部件的材料強度，大多數(shù)采用各種熱處理及表面處理等方法。目前，常常是通過淬火實施表面硬化處理，以取代傳統(tǒng)的齒輪調(diào)質(zhì)處理。

　2 1.2 有限元方法

　ANSYS是一個功能十分強大的有限元分析軟件，不僅適用于常規(guī)工程問題的靜態(tài)或動態(tài)有限元分析，還能在諸如流體力學(xué)、熱力學(xué)、溫度場、電磁場等方面進行有限元計算。

　ANSYS熱分析基于能量守恒原理的熱平衡方程，用有限元法計算物體內(nèi)部各點的溫度、并導(dǎo)出其它熱物理參數(shù)。運用ANSYS軟件可以進行熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射、相變、熱應(yīng)力及接觸熱阻等熱問題的分析求解。

　ANSYS不僅能解決純粹的熱分析問題，還能解決與熱相關(guān)的其它諸多問題，如熱--應(yīng)力分析、熱--電分析、熱--磁分析等。一般稱這類涉及兩個或多個物理場相互作用的問題為耦合場分析。ANSYS提供了兩種分析耦合場的方法：直接耦合法和間接耦合法。

　3 1.3 齒輪有限元仿真的 現(xiàn)狀

　傳統(tǒng)的齒輪淬火都是利用表面硬化處理，或進行鋼的調(diào)質(zhì)處理，其分析過程大都是通過實際測量，或經(jīng)驗進行對結(jié)果的處理和對比，并沒有成熟的理論和數(shù)據(jù)分析說明，存在很大的偶然性，而且由于實驗條件的不穩(wěn)定性，結(jié)果有時會出

　精選文庫 - - 3 - 現(xiàn)很大的偏差，所以必須通過大量的實驗，才能得出相對穩(wěn)定的結(jié)果，耗時又耗力。從有限元仿真分析的理論建立開始，經(jīng)過很短的時間，便被各領(lǐng)域進行了參數(shù)化分析和改進，目前，有限元分析仿真已經(jīng)發(fā)展成為了一套成熟的理論，應(yīng)用到機械、建筑、電子等各個領(lǐng)域中，取得了很好的研究成果。

　目前，在國外，通過對齒輪進行有限元仿真分析來獲得齒輪進行熱處理時的各項參數(shù)和數(shù)據(jù)，已成為一種主流的求解參數(shù)的方法，特別是針對 ANSYS 分析軟件，不僅可以得到詳細(xì)的數(shù)據(jù)和參數(shù)，而且可以看到清晰的仿真過程，便于我們 對整個過程進行分析控制，所以在國外普及化程度很高；在國內(nèi)，在齒輪加工過程中，大都依然沿用傳統(tǒng)的制作工藝，又加上對 ANSYS 軟件的接觸較晚，普及率相對較低，總體上還在一種學(xué)習(xí)的過程中，相信隨著國內(nèi)外技術(shù)的交流和進步，齒輪有限元分析會很快運用到國內(nèi)的生產(chǎn)技術(shù)中，取得很大的發(fā)展。

　1.4 課題意義

　采用齒面硬化處理制成硬齒面齒輪，是提高齒輪強度及承載能力的有效途徑，也是齒輪傳動的主要發(fā)展趨勢，目前大多數(shù)齒輪制造業(yè)發(fā)達(dá)國家已普遍采用了硬齒面齒輪。在實現(xiàn)硬齒面的各種熱處理工藝（滲碳淬火、氮化、表面淬火等）中，滲碳淬火工藝雖然比較復(fù)雜，但在傳遞相同功率（扭矩）的情況下，齒輪的減速器體積最小、重量最輕，整機價格最低，是生產(chǎn)應(yīng)用中最主要的工藝方法。為得到硬齒面齒輪，各國至今仍然采用機械加工（或塑性成形）--滲碳--熱處理的傳統(tǒng)工藝存在如下問題：

　齒輪表面滲碳層厚度不一致，不利于齒輪綜合性能的提高。滲碳處理是在齒輪切削或塑性成形后進行，由于沒有確立滲碳層控制技術(shù)，齒根與齒面在同一滲碳氛圍中進行滲碳處理，齒面、齒頂及齒根的滲碳層濃度、梯度、厚度大致相同。然而由于齒面與齒根的工作特性不同，要求齒面滲厚、齒根滲碳層薄。為了保證齒面的耐磨性，使含碳量達(dá)到或超過0.18%。滲碳層深度與模數(shù)之比0.12~0.125，而有效硬化層與齒輪模數(shù)之比為0.1時，齒曲疲勞強度最高；因此為了保證齒根彎曲強度，則滲碳層的含碳量和滲碳層深度就滿足齒面接觸疲勞強度的要求。在實際生產(chǎn)中，很難二者兼顧，達(dá)到理想狀態(tài)。為了防止輪齒硬化層的剝落，有效硬化層深度應(yīng)不小于最大剪應(yīng)力深度的1.5倍。

　1.5 研究內(nèi)容

　1）選擇汽車圓柱齒輪為研究對象，獲取其工藝尺寸參數(shù)，為建立數(shù)學(xué)模型提供參考； 2）根據(jù)其尺寸參數(shù)，利用SolidWorks軟件進行三維建模，再把模型導(dǎo)入ANSYS軟件中，建立熱力學(xué)參考模型；

　精選文庫 - - 4 - 3）查閱必要的資料，獲取齒輪材質(zhì)20CrNi2MoA在20～1000℃的熱、力學(xué)參數(shù)，為后繼的熱、力學(xué)分析提供依據(jù)； 4) 對圓柱齒輪實體在淬火過程中的模型進行計算機仿真,簡要地對大模數(shù)圓柱齒輪淬火變形進行分析。

　第二章

　圓柱齒輪的幾何特征和模型建立 2.1

　圓柱齒輪的幾何特征

　本課題選用齒輪的幾何特性如下:

　圖2 2- -1 1 圓柱齒輪示意圖

　表 表 2 2- -1 1 ：圓柱齒輪參數(shù)及技術(shù)要求

　 技術(shù)要求 1，齒面淬火處理，有效硬化層深度 5-5.6mm；齒面硬度 HRC57-64；齒心硬度 HRC35-40； 2，機械性能b? ? 1080Mpa；s? ≥785Mpa；δ s ≥8%； ? ≥35%；A X ≥47J／cm2 ；

　精選文庫 - - 5 - 3，淬火后對齒部進行噴丸處理； 4，進行探傷檢查，齒部進行磁粉探傷，不允許存在線性磁痕顯示，整體進行超聲波探傷，內(nèi)部不允許有白點、裂痕，同時內(nèi)部質(zhì)量應(yīng)符合 GB／T5000.15-1988 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Ⅲ級要求； 2.2 圓柱齒輪的三維模型建立

　首先，根據(jù)齒輪的各項數(shù)據(jù)和參數(shù)，利用 SolidWorks 軟件對齒輪進行三維模型的建造，圖 2-2 即為該齒輪的三維模型。

　圖 圖 2 2- - 2 用 用 SolidWos rks 創(chuàng)建的齒輪三維模型圖

　 由于齒輪各輪齒參數(shù)相同，熱處理的邊界條件相同，生產(chǎn)中對大模數(shù)齒輪一般采用逐步淬火的方法，即對齒輪單齒進行逐一淬火，為了能夠準(zhǔn)確和方便地建立幾何模型，可選取齒輪的 1/54 部分，即單齒進行模型建立，這樣可以簡化計算模型，節(jié)省內(nèi)存空間，提高仿真速度，其仿真結(jié)果與實際完整齒輪基本一致。圖 2-3 即為用 SolidWorks 創(chuàng)建的單齒的三維模型。

　圖 圖 2 2- - 3 用 用 s SolidWorks 建立的齒單齒的三維模型

　生成模型后，將當(dāng)前模型另存為*.x_t 格式，留作之后導(dǎo)入 ANSYS 軟件。

　第三章

　圓 柱齒輪滲碳淬火過程熱力學(xué)模型

　 20CrNi2MoA低碳合金鋼是大模數(shù)齒輪首選的滲碳鋼之一，長期以來具有穩(wěn)

　精選文庫 - - 6 - 定的化學(xué)成分、成熟的冶煉工藝過程。其熱力學(xué)性能參數(shù)已作為標(biāo)準(zhǔn)列入國家滲碳鋼材料手冊。

　3.1 相關(guān)材料熱力學(xué)參數(shù)

　1 3.1.1 熱學(xué)性能參數(shù)

　圓柱齒輪材料選用 20CrNi2MoA，當(dāng)利用 ANSYS 軟件對其淬火過程進行溫度場仿真時，需要提供材料密度、比熱容、熱傳導(dǎo)率等參數(shù)，其對應(yīng)的參數(shù)數(shù)值如表 3-1【8】：

　表 表 3 3- -A 1 20CrNi2MoA 熱學(xué)性能參數(shù)

　密度 ? （Kg/m3 ）

　20℃ 7850 比 熱 容 C p【J/(Kg ? K)】

　460 溫度 t(℃) 0 100 200 400 600 800 1000 熱傳導(dǎo)率 ? 【W(wǎng)／（m ? K）】

　14.7 16.6 18 20.8 23.5 26.3 28.2 3.1.2 力學(xué)性能參數(shù)

　同樣的，當(dāng)利用 ANSYS 軟件對齒輪的淬火過程進行應(yīng)力場仿真時，也需要提供在不同溫度下的彈性模量、屈服強度、切變模量、泊松比、線膨脹系數(shù)等力學(xué)性能參數(shù)，見表 3-2：

　表 表 3 3- -A 2 20CrNi2MoA 力學(xué)性能參數(shù)

　溫度 t (℃) 彈性模量 E （Pa）

　屈服強度?

　（Pa）

　切變模量 G （Pa）

　泊松比 線膨脹系數(shù) 1／℃ 20 1.93e11 0.2e9 1.93e10 0.29 1.78e-5 500 1.5e11 0.933e9 1.5e10 1000 0.7e11 0.435e9 0.7e10 1500 0.1e11 0.07e9 0.1e10 2000 0.01e11 0.007e9 0.01e10

　3.2 建立齒輪模型

　利用 ANSYS 建立分析模型最常用的方法有兩種：一種是利用 ANSYS 的繪圖功能，生成分析模型，再進行仿真模擬；另外一種，就是利用 ANSYS 與其它三維繪

　精選文庫 - - 7 - 圖軟件，如 AutoCAD，SolidWorks，Pro/E 等強大的數(shù)據(jù)傳輸能力，本課題就是利用 SolidWorks 軟件進行建模，然后導(dǎo)入 ANSYS 軟件中，具體步驟為：運行 ANSYS軟件，【File】→【Import】→【PARA】,彈出窗口中查找到之前保存的*.x_t 文件,選中，【OK】，導(dǎo)入完成，現(xiàn)在看到的是線框，接著【Ploctrls】→【Style】→【Solid Model Facets】,下拉框中選擇【Normal Faceting】→【OK】,接著鼠標(biāo)右鍵，選擇【Replot】即可看到實體，如圖 3-1：

　圖 圖 3 3- -S 1

　ANSYS 建模分析圖

　3.3 淬火仿真方案及其相關(guān)參數(shù)

　依賴有限元方法可以仿真淬火齒輪內(nèi)部溫度變化過程，這樣可以得到齒輪內(nèi)部的仿真溫度場，然后計算、仿真齒輪的淬火變形情況。但是，首先需要確定初始的溫度邊界條件和對流換熱系數(shù)。

　齒輪齒面在油性介質(zhì)中淬火，其介質(zhì)主要在上下深度方向流動（既齒寬方向），其流速一般取0.7-1.5m/s的中間值，將粗車齒輪放入電熱爐中加熱到780-820℃，接著通過行車將工件立即置入室溫淬火油井中，冷卻2小時后取出，根據(jù)長期經(jīng)驗數(shù)據(jù)取淬火油平均溫度30℃。

　數(shù)據(jù)：淬火油為AN32淬火油，使用溫度為30℃，淬火前齒輪加熱溫度800℃；AN32淬火油：黏度m? =32X10-6 （Pa·s）,熱導(dǎo)率m ? =0.1276W（m·K）,密度mc? =882.5㎏／m3 。

　 我們根據(jù)研究需要將淬火分為2個階段：淬火變形期和淬火冷卻期。本文使用經(jīng)典傳熱理論進行相似計算獲得淬火變形期不同階段（我們根據(jù)研究需要取0-15秒）的平均對流換熱系數(shù)紅h l ,隨著淬火冷卻的進行,齒輪和淬火油溫差的減少, h l 開始衰減【12】

　。齒輪的變形主要發(fā)生在淬火變形期,這期間齒輪和淬火油溫差最大,對流劇烈(且可能存在相變時，流體吸收或放出汽化潛熱，其局部對流換熱系數(shù)有可能大于h l )，因此齒輪內(nèi)部將產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致齒輪的不規(guī)律

　精選文庫 - - 8 - 的變形。我們把有限元方法引入齒輪淬火的應(yīng)力應(yīng)變分析中，結(jié)合最優(yōu)化方法中的試探法，逐步掌握齒輪淬火變形趨勢，為生產(chǎn)加工提供數(shù)據(jù)參考和改良依據(jù)。

　第四章

　圓柱齒輪淬 火過程的計算機仿真 4.1 溫度場分布的仿真

　4.1.1 瞬態(tài)傳熱的數(shù)學(xué)模型

　當(dāng)齒輪淬火時，會發(fā)生組織轉(zhuǎn)變（奧氏體可能分解為鐵素體、珠光體、貝氏體、馬氏體）同時釋放潛熱，雖然釋放潛熱不像熔化或凝固時潛熱那么大，但也是不可忽略的因素，潛熱釋放將使得整個仿真過程波動和非線性變化，為研究帶來難度。根據(jù)Fourier定律，運用能量守恒原則，對于物體溫度隨時間而變（非穩(wěn)態(tài)問題）

　4.1.2 齒輪 淬火 溫度 場 的仿 真

　ANSYS能夠很好地完成瞬態(tài)熱分析，瞬態(tài)傳熱分析計算一個系統(tǒng)地隨時間變化的溫度場及其他熱參數(shù)，在工程上一般用其計算溫度場并作為熱載荷進行應(yīng)力分析。瞬態(tài)傳熱分析中的載荷是隨時間變化的，必須將載荷-時間曲線分為載荷步，載荷-時間曲線中的每一個拐點為一個載荷步，如圖所示對于每個載荷步，必須定義載荷值及時問值，同時必須選擇載荷步為簡便或階越。ANSYS瞬態(tài)熱分析基本步驟包括構(gòu)建模型、施加載荷、求解與后處理。步驟1 建模的基本流程如圖4-1

　 圖4 4- - 1

　ANSYS 建模流程圖

　圖4 4- - 2

　熱力學(xué)模型的網(wǎng)格劃分圖

　根據(jù)以上步驟，設(shè)置工件名為chilundanchi，定義材料密度3/ 7820 m Kg ? ? ,比熱 ? ? K Kg J Cp ? ? / 460 ，熱傳導(dǎo)率取800℃時， ? ? K m W ? ? / 3 . 26 ? ，為得到較精確的仿真結(jié)果，劃分網(wǎng)格密度為2，經(jīng)以上步驟，得出模型的網(wǎng)格劃分圖如圖

　精選文庫 - - 9 - 4-2

　步驟2 載荷求解的基本流程：

　圖4 4- - 3

　ANSYS 仿真載荷求解流程圖

　根據(jù)步驟，定義分析類型為模型三維實體的溫度場仿真，設(shè)置初始溫度為800℃，淬火介質(zhì)溫度為30℃，載荷設(shè)置為30秒，每載荷步為1秒。

　步驟3 后處理的基本流程：

　 圖4 4- - 4

　ANSYS 仿真數(shù)據(jù)后處理流程圖

　由于齒輪滲碳后淬火的特殊性，整個瞬態(tài)過程的不穩(wěn)定結(jié)果，使得我們無法給出確切的即時溫度場，所有的仿真都是對可能持續(xù)時間的估計和推斷，也就是說，我們只能仿真出淬火溫度場出現(xiàn)的趨勢和范圍，而無法給出某點的即時溫度。

　通常淬火是為了強化齒面硬度、增加耐磨性，同時增加齒輪內(nèi)部應(yīng)力，產(chǎn)生應(yīng)變。淬火增效強化的時間通常在開始淬火的幾十秒內(nèi)，但由于淬火冷卻的實際情況比較復(fù)雜，淬火增效強化的時間范圍難以把握，為了研究需要，我們選取0～5秒、0～10秒、0～15秒為可能出現(xiàn)的淬火增效強化范圍，逐一進行溫度場仿真。淬火增效進行之后的溫度場變化對齒輪齒面性能影響較小，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力及應(yīng)變小于前者，基本上屬于典型的熱脹冷縮類型，故不作為研究對象。以下僅列出0～5秒，0～10秒和0～15秒的溫度場、應(yīng)力場仿真分析。

　4.1.3 溫度場仿真

　齒廓和內(nèi)圈邊界受淬火油作用，從被加熱的780～820℃驟冷至與淬火油邊界的平衡溫度（不等于平均溫度），考慮到液體流動速度，冷卻時間和平衡溫度需

　精選文庫 - - 10 - 要根據(jù)計算過程設(shè)定，輪齒兩側(cè)結(jié)合邊界屬于對稱邊界。這樣即可建立相應(yīng)的溫度場計算模型，通過2～3次迭代計算，求出輪齒與淬火油邊界的平衡溫度，然后進行最后的溫度場計算。圖4-5、4-6、4-7分別為圓柱齒輪5秒,10秒和15秒淬火溫度場。隨著時間延長，冷卻層深入輪齒內(nèi)部。

　圖4 4- - 5 圓柱齒輪5 5 秒淬火溫度場

　圖4 4- - 6

　圓柱齒輪 10 秒淬火溫度場

　圖4 4- - 7 圓柱齒輪 15 秒淬火 溫度場

　由仿真圖可以看出齒心與齒面的溫差變化，在5秒時，△T1=53℃；在10秒時，△T2=79℃；在15秒時，△T3=87℃。隨著溫度的推移，齒心與齒面的溫差逐漸增大，其熱應(yīng)力也隨之增大，所以在淬火剛開始的這個時間段內(nèi)，是累積熱應(yīng)力的主要過程。

　由于在淬火的過程中，齒面與齒心的溫差較大，就整個齒輪而言，尺寸較小的輪齒部分淬火過程中受作用最為明顯，會引起不同程度的尺寸和形狀誤差，所以在齒輪的加工過程中，要根據(jù)仿真的結(jié)果，分析其綜合變形量，應(yīng)用到實際的生產(chǎn)加工中，為齒輪的下一步工藝加工，取一個合適的叫加工余量。

　通過對溫度場仿真結(jié)果進行分析，我們可以清晰地得出齒輪淬火過程中各時間段的溫度變化，各部分間的溫差范圍，推算出齒輪的各部分的淬火變形方式和形變量，同樣，根據(jù)對仿真結(jié)果個時間段的對比分析，可以較快捷準(zhǔn)確地確定齒輪淬火過程中的最佳時間，為齒輪淬火分析提供理論依據(jù)。

　精選文庫 - - 11 - 4.2 淬火應(yīng)力分布的仿真

　由于齒輪的不同部分之間的熱膨脹系數(shù)不匹配，在淬火的急速冷卻過程中，彼此的收縮不一致，從而導(dǎo)致熱應(yīng)力的產(chǎn)生，同時也達(dá)到了齒面增效強化的目的。熱應(yīng)力問題實際又是兩個物理場之間的相互作用，故屬于耦合場問題。ANSYS提供了兩種分析熱應(yīng)力的方法：直接法和間接法。

　 圖4 4- - 8

　間接法分析數(shù)據(jù)流程圖

　使用間接法的步驟基本上是先進行熱分析，重新進入前處理，然后設(shè)置結(jié)構(gòu)分析，讀入熱分析的節(jié)點溫度后再設(shè)置參考溫度，最后進行求解和后處理。我們采用后者，先進行熱分析獲得淬火溫度場分布，然后將求得的節(jié)點溫度作為體載荷加到結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析中。淬火過程產(chǎn)生不均勻的應(yīng)力分布，齒廓應(yīng)力變化明顯，應(yīng)力集中在齒根部位，圖4-9、4-10、4-11分別為5秒、10秒和15秒輪齒增效強化的應(yīng)力分布。

　圖4 4- - 9

　圓柱齒輪5 5 秒淬火熱應(yīng)力

　 分析 1 分析 2 結(jié)果 1 結(jié)果 2

　精選文庫 - - 12 -

　 圖4 4- - 10

　圓柱齒輪 10 秒淬火熱應(yīng)力

　圖4 4- - 11

　圓柱齒輪 15 秒淬火熱應(yīng)力

　通過對圖4-9進行分析，可以得到以下幾點結(jié)論：

　1）齒廓應(yīng)力變化明顯，應(yīng)力集中在齒根部位，且齒根部位應(yīng)力最大，極大值為530.4Mpa,齒頂最小,極小值為2.7Mpa; 2）兩側(cè)齒面應(yīng)力較芯部大，形成狹窄齒面張力的集中區(qū)域，且由齒根向齒 頂衰減，變化幅度較大； 3）內(nèi)圈應(yīng)力集中明顯，內(nèi)圈到齒頂應(yīng)力變化平穩(wěn)； 4）其它時間段的輪齒增效強化情況與圖4-9類似，隨著時間段拉長，應(yīng)力向 輪齒內(nèi)部擴散。

　第五章

　結(jié)論 5.1 結(jié)論

　 本課題采用了 ANSYS 有限元分析計算軟件，對圓柱齒輪進行溫度場—應(yīng)力場的耦合、溫度場、應(yīng)力分布和應(yīng)變的仿真計算。在此期間，我根據(jù)齒輪參數(shù)，用 SolidWorks 三維繪圖軟件繪制出了圓柱齒輪的三維造型圖，并把數(shù)據(jù)導(dǎo)入ANSYS 軟件，建立了圓柱齒輪淬火過程熱力學(xué)模型，接著用計算機仿真了圓柱齒輪淬火的過程，并簡要分析了大模數(shù)圓柱齒輪淬火的變形。

　首先根據(jù)參數(shù)，用 SolidWorks 三維繪圖軟件進行了圓柱齒輪的三維造型，并利用 SolidWorks 軟件和 ANSYS 軟件的的數(shù)據(jù)傳輸功能，將齒輪的三維造型圖導(dǎo)入了 ANSYS 軟件，并采用了 ANSYS 有限元分析計算軟件，完成了對圓柱齒輪淬火過程中溫度場和應(yīng)力場的有限元仿真分析，并通過對仿真結(jié)果的分析，得出了淬火過程中的各項數(shù)據(jù)。

　通過此次對大模數(shù)齒輪的淬火過程進行計算機仿真和分析，所揭示的規(guī)律和結(jié)果，對以后的深入研究都有一定的參考價值和意義。

　精選文庫 - - 13 - 參考文獻(xiàn)

　 【1】

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