齒輪是現代機械傳動中重要的傳動件。在進行齒輪的分析設計時，不但要保證齒輪齒形準確，而且還要保證齒輪有足夠的強度，以至于在整個使用壽命中能夠正常的工作，不發生失效，目前人們廣泛采用有限元分析來對齒輪進行強度校核。齒輪建模的不準確和有限元分析的部分數據丟失，直接影響該齒輪有限元分析的準確性。利用Microsoft Excel采集齒廓曲線的數據，準確的完成齒輪的三維實體造型。
      同時利用SolidWorks的Simulation插件對齒輪進行有限元分析，將齒輪的建模和分析無縫集成一體進行研究，避免部分數據丟失和不準確的現象，對以后的研究提供理論依據。
      當用雙圓角齒條型刀具加工時，漸開線齒輪的齒廓曲線由漸開線、齒根過渡曲線和齒根圓弧三段組成。齒廓漸開線是齒廓的嚙合接觸線所在部分，精確的建立漸開線才能保證齒輪的準確嚙合，過渡曲線盡管不在齒輪的嚙合線部分，但如果過渡曲線與漸開線銜接不連續，會出現較大的應力集巾，特別是在進行有限元分析時，輪齒曲線的準確度直接影響有限元分析結果的正確性和可信度。
      齒輪的三維模型建立是在生成齒廓曲線的基礎上通過拉伸、陣列等一系列命令完成齒輪的精確模型，驗證了齒輪模型的齒廓曲線是由漸開線、齒根過渡曲線和齒根圓弧三段組成。
      為了更清楚地了解所設計齒形的準確性和力學性能，有必要對所設計的齒輪進行有限元分析。Simulation作為SolidWorks軟件中的插件，具有計算速度快、解題時占用磁盤空間少、簡單易學等優點，在SolidWorks軟件建模無需格式的轉換就可以進行有限元分析，故選用Simulation進行分析。利用此插件對齒輪的應力、位移進行有限元分析，確定齒輪的最大應力和應變值與位置，分析所設計的結構參數和材料性能是否滿足使用條件，實現齒輪設計的優化，避免浪費。
      零件的力學性能取決于其構成的材料，可以從Simulation自帶的材料庫中挑選材料，應用于實體。此處選擇齒輪的材料為普通碳鋼。
      對齒輪進行靜態有限元分析，定義齒輪的軸孔為約束面，對其進行X,Y,Z三個方向的平動和轉動進行約束。齒面為載荷面，施加的載荷類型為壓力，壓力的大小為1000N/m2。
      有限元解的精度取決于劃分網格的質量。一般而言，網格越精細，精度越高。軟件中的“網格控制”選項組選擇“自動過渡”，有限元分析程序會對模型的細小特征、孔圓角以及其他細節自動應用網格控制。通過彩云圖來顯示應力、應變和位移圖的分布，圖形的顏色變化反映了齒輪的應力、應變、位移的分布情況，以不同的顏色來表示不同范圍的應力值。右方的顏色滑桿所對應的數值以及顏色分布與左圖中的顏色所對應。這些彩云圖形象逼真地體現了齒輪內部的應力應變的變化規律廠應力、應變以及位移。
      在載荷的作用下，輪齒各點應力的變化規律，最大應力集中在輪齒的齒根處，約為3926.31 N/m2，遠遠小于齒輪材料的屈服強度極限，故齒輪滿足強度分析的要求，因此在1000N/m2的壓力卜該材料的齒輪是安全的。齒輪在傳遞載荷時，齒根處所受的彎矩最大，彎曲應力最大，最為薄弱。這個情況與實際基本相符。齒輪的最大應力、應變、位移值及位置。
      齒輪建模與分析有助于更好了解齒輪設計的準確性及其力學性能。根據齒輪的參數創建高精度的齒輪模型，利用Simulation插件對齒輪進行分析，可以邊設計邊分析。該方法集齒輪建模和分析于一體，可確保齒輪三維建模的準確性，為以后的研究提供理論參考。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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