ANSYSworkbench分析齒輪接觸分析結果與Hertz公式計算值相差很大

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我在workbench軟件分析一對直齒圓柱齒輪的接觸應力，主動輪：Z1=45，M=4，從動輪：Z2=20，B=25mm。扭矩T=165000N.mm，網格劃分的比較細致了，結果最大接觸應力值295Mpa。而根據赫茲公式，F=T/d1=T/0.5M*Z1,將F代入赫茲公式，求得最大接觸應力值為536MPa。為什么解析解和數值解相差這么大，跟法向剛度因子有關么？我分別試過法向剛度因子0.3, 1，3，6，結果都不理想。請哪位大俠幫我指點指點，非常感謝。
  q9 Y; f5 P  X6 p$ N3 Z

zerowing

你接觸橢圓的曲率半徑用的多少？

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zerowing 發表于 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 o: l! ?: \+ N3 z/ P4 y% G

angelguymoon

你的材料屬性、接觸單元設置好了嗎？

1013007228

1013007228 發表于 2015-4-8 09:33
R1=13.22mm,R2=31.24mm

" z) ~# [; q6 i- O$ ~/ H: E這兩個值是兩個齒輪接觸點處的曲率半徑

1013007228

angelguymoon 發表于 2015-4-8 09:57
你的材料屬性、接觸單元設置好了嗎？

+ R) q8 A( W" \1 g) O) ]8 m設置好了，彈性模量和泊松比都設置了

寂靜天花板

樓主概念錯誤，首先

Ft=2T1∕d1
3 @2 ^# P9 ~. F2 r" s( O這個公式不是什么赫茲應力公式，這是名義圓周力Ft計算公式，而圓周力Ft是法向壓力Fn的分解力
法向壓力：齒輪嚙合傳動時，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。
作用在主動輪和從動輪上的力大小相等，方向相反。主動輪上的圓周力是阻力，其方向與它的回轉方向相反；從動輪上的圓周力是驅動力，其方向與它的回轉方向相同；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的法向方向，對于漸開線齒廓即為通過嚙合點與基圓相切的嚙合線方向。
7 F! m$ F. n8 I# V

齒輪傳動工作過程中，相嚙合的輪齒受到法向力Fn的作用，主要產生兩種應力：齒面接觸應力和齒根彎曲應力。
說到這，各位就明白了，樓主的概念錯誤是把齒輪受的外力，與齒輪輪齒內部產生的內應力混為一談。

( W3 S% u/ Z  ~7 b這是用solidworks simulation分析的，用了一般密度的網格劃分的，274Mpa。只是從側面驗證，樓主的軟件分析結果應該沒什么錯誤，倒是樓主的計算出了差池。
9 I; q$ R1 i2 u& ?( X, F@zerowing  @2266998
  t4 f  p3 }  H. M6 H$ X+ m

1013007228

寂靜天花板 發表于 2015-4-11 10:23
樓主概念錯誤，首先Ft=2T1∕d1
這個公式不是什么赫茲應力公式，這是名義圓周力Ft計算公式，而圓周力Ft是法 ...

7 ^, {- ]4 K4 T4 m這位大哥，你沒理解我的意思啊。你算出來的最大用力跟我用workbench計算出來的295MPa差不多，我知道 Ft=2T1∕d1 不是赫茲公式啊，這個公式我只是把主動輪的扭矩轉換成齒間的法向壓力Fn呀，然后我才把這個Fn代入赫茲公式計算的。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=0.10765mm。我通過赫茲公式算出來的最大接觸應力=536MPa，兩者差距很大，我才發帖請教的。

1013007228

寂靜天花板 發表于 2015-4-11 10:23
樓主概念錯誤，首先Ft=2T1∕d1
這個公式不是什么赫茲應力公式，這是名義圓周力Ft計算公式，而圓周力Ft是法 ...

還是謝謝你特意算了一下

1013007228

寂靜天花板 發表于 2015-4-11 10:23
2 b* ^# ~7 J, O3 x6 x+ R3 L樓主概念錯誤，首先Ft=2T1∕d1
2 r* b+ l: {2 w( @3 h) \這個公式不是什么赫茲應力公式，這是名義圓周力Ft計算公式，而圓周力Ft是法 ...

zerowing 大俠說的沒錯，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。我看過國內的很多篇關于齒輪接觸的論文，他們中大多數最后都把ansys分析的結果和hert公式理論值進行比較，他們都算出兩者的偏差幾乎都在5%以內的。我的結果居然差了這么多，但是hertz公式其實并沒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懷疑……  然后我就不解了，就發帖請教大俠們了