基于UG的行星齿轮减速器齿轮轴的有限元分析和优化

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表 1 齿轮的基本参数行星齿轮减速器因具有体积孝重量轻、承载能力高、结构紧凑、传动效率高等优点而广泛应用于冶金机械、工程机械、轻工机械、起重运输机械、石油化工机械等各个方面。UG软件是集 CAD/CAE/CAM 为-体的三维化的软件，它是当今最先进的计算机辅助设计、分析、制造软件 ，广泛应用于航空、航天、汽车、造船、通用机械和 电子等工业领域。UG的 CAD/CAE/CAM功能拈有复杂的特征建模、装配、运动仿真和有限元分析等功能。实现 UG有限元分析功能，必须要遵从 UG有限元分析的-般过程，构建有限元模型，其中包括自动网格划分、添加约束与载荷，利用图形的方式得到模型应力、应变的分布情况。机械优化设计，就是在给定的载荷和约束条件下，选择设计变量，建立目标函数并使其获得最优值的-种新的设计方法。

1齿轮轴几何参数的初选通过常规设计方法设计计算出齿轮轴的几何参数，齿轮轴的齿形为渐开线直齿。分配减速器传动比，计算齿轮模数，并根据传动比条件、同心条件、装配条件和邻接条件确定齿轮的齿数。齿轮轴的齿轮基本参数如表 1所示。

2齿轮轴的三维建模利用 UG/Modeling拈建立齿轮轴模型，如图 1所示(去掉网格后的实体模型)。

2.1 网格划分网格划分越密集，计算结果越精确，但是这会使计算时间加长。单元网格 的划分采用 UG 自带的 3D四面体 自动网格划分，单元尺寸为 3mm。网格划分情况如图 1所不 0图 1 齿轮轴的网格划分2.2定义材料特性齿轮轴材料选择20Cr，其材料属性如下：质量密度7.850e3kg/m 3，杨氏模量 205000N/mm 2(MPa)，泊松比0.29，屈服强度等于 540N/mm 2(MPa)。

2.3 施加约束和载荷(上接第 303页 )原理为依据，进行摆兵布阵从而使陶瓷刀具的刀片具有良好的质量。

3.2新型复合陶瓷刀具在切削；biT中的应用。由于受到科学技术不断发展 的作用 ，陶瓷刀具的加工性能也在不断地提高，由于其具有的独特高强度、高硬度等的特性，使其在切屑加工的工艺中得到广泛的应用。新型复合陶瓷刀具能够使用的原材料和工件材料主要有各种钢材。包括高强度钢、合金钢、炮钢等：各种铸铁，包括高强度铸铁、硬铸铁 、灰铸铁 等：还包括其他 的-些耐热、耐磨 的钢合金 、有色金属、铝合金、非金属、硬橡胶等原材料的切削加工。新型复合陶瓷刀具在对于上述原材料进行切削的时候，刀具的切削速度和刀具的耐用度是传统陶瓷刀具的几倍以上，其使得加 工企业、加工工厂的加工成本大大的降低 ，而加工的效率却不断地提高。新型复合陶瓷刀具不仅能够适用于普通的切削加工工艺中而