基于SolidWorks、ANSYS软件的减速器齿轮模态分析

黄广新， 于丽新

（1.辽宁省核工业地质局二四五大队，沈阳110122；2.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，沈阳110006）

0 引言

模态分析是用来确定结构的振动特性的一种技术，通过它可以确定自然频率、振型和振型参与系数（即在特定方向上某个振型在多大程度上参与了振动）。利用SolidWorks软件对一种榖盘切削机床减速器中的齿轮进行实体造型，并通过ANSYS有限元分析软件对该齿轮进行模态分析，从而为其结构设计提供了技术支持，有助于对齿轮的结构静力、啮合动力以及非线性分析时估算出求解控制参数。

SolidWorks是一款功能强大的三维实体造型软件。多通道的软件接口技术和多种文件存储格式，使其轻松地与多种软件进行文件转换。虽然SolidWorks有着强大的实体造型功能，但在结构分析方面的能力相对较弱。ANSYS软件在工程分析领域应用非常广泛，可以进行结构分析、磁场分析、温度分析、流体力学分析等。虽然其具有一定的模块造型功能，但相比SolidWorks，ANSYS的造型功能相对较弱。所以，通过SolidWorks对齿轮进行建模，然后通过ANSYS对齿轮模型进行网格划分、模态分析，二者配合使用，有效地提高了齿轮模态分析的效率。

1 基于SolidWorks的齿轮几何模型建立

图1 齿轮三维实体模型

通过SolidWorks进行三维几何模型创建是ANSYS三维分析模型建立的前提条件。SolidWorks提供了Toolbox功能，可以从Toolbox中直接创建齿轮模型，通过对齿轮参数的设定，得到我们所要建立的三维齿轮模型。具体参数如下：模数 m=3 mm，齿数 z=20，压力角 α=20°，面宽=8 mm，变位系数x=0，齿顶高系数ha*=1，顶隙系数c*=0.25。……