在ANSYS中建立齿轮分析模型
m=2.5 ！齿轮模数 z2=34 ！小齿轮齿数 pi=acos(-1) ！定义π
alfa2=20/180*pi ！定义齿轮的标准压力角 ha=1 ！定义齿顶高系数 c=0.25 ！定义顶隙系数 d2=m*z2 ！定义分度圆直径 alfa_ding=
acos(z2*cos(alfa2)/(2+z2)) ！定义齿顶压力角 sita_ding=
(tan(alfa_ding)-alfa_ding)*180/pi
sita=tan(alfa2)-alfa2 ！定义齿顶展角 *afun,rad ！角度转化为弧度 db2=m*z2*cos(alfa2) ！定义基圆直径 rb2=db2/2 ！定义基圆半径 df2=d2-2*(ha+c)*m ！定义齿根圆直径 rf2=df2/2 ！定义齿根圆半径 da2=d2+2*ha*m ！定义齿顶圆直径 ra2=da2/2 ！定义齿顶圆半径 zl=alfa_ding/50 ！定义压力角份数 *dim,alfa_12,array,50,1 ！定义50×1数组alfa_12 *dim,sita2,array,49,1 !定义49×1数组sita2 *dim,r2,array,49,1 !定义49×1数组r2 csys,1 ！当前坐标系为柱坐标 alfa_12(1,1)=0 ！数组数alfa_12(1,1)=0 /prep7 ！进入前处理器 k,1000,rb2,0 ！生成关键点1000 *do,j,1,49,1 ！循环生成其他关键点 alfa_12(j+1,1)=alfa_12(j,1)+zl
sita2(j,1)=(tan(alfa_12(j+1,1))-alfa_12(j+1,1))*180/pi r2(j,1)=rb2/cos(alfa_12(j+1,1)) /prep7
k,j+1000,r2(j,1),sita2(j,1)
*enddo ！循环结束生成49个关键点 k,1050,ra2,sita_ding ！生成齿顶圆上的关键点
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基于ANSYS齿轮传动有限元分析及优化
bsplin,all ！用样条曲线连接所有点
在这个曲线中先创建51个点，再把所有的点连接起来就形成一条完整的渐开线曲线（图3.3、图3.4）。
图3.3 渐开线关键点 图3.4 渐开线
3.1.4 生成齿根过渡曲线
齿根过渡曲线原本比较复杂，不仅与齿轮工作的参数有关而且还与刀具齿顶形状等一系列参数有关。但在这里简化处理（参照参考文献[2]），对于齿根圆直径小于基圆直径的齿轮做渐开线的切线与基圆相交再利用倒角工具对其倒角，倒角的半径r=0.38*m。如果齿根圆的直径大于基圆直径直接倒角，倒角的半径r=0.38*m。生成的齿根过渡曲线如图3.5所示。
图3.5 齿根过渡曲线
3.1.5 生成完整齿廓线
通过镜像操作Main>Preprocessor>Modeling>Reflect>Lines对图3.5所示齿根过渡曲线进行镜像，在镜像操作中注意要将坐标系旋转θ+90/z2°见图3.7(见参考文献[1])，再用半径为Ra2的圆弧线连接齿顶两点生成完整的齿廓线，如图3.6所示。
图3.6 完整齿廓线
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在ANSYS中建立齿轮分析模型
图3.7 镜像原理图
图中Rf—————齿根圆 R —————分度圆 Z —————齿数 ?k—————分度圆展角 3.1.6 生成完整齿轮的面
将生成的齿廓线进行整列，先改变当前坐标为柱坐标系，选择图3.6所示的完整齿廓线再通过阵列操作Main>Preprocessor>Modeling>Copy>Lines，弹出如图3.10所示对话框，在对话框中填入齿数和相应的角度如图3.11所示，用半径为rf2的曲线连接两齿间的间隙生成的图形如图3.8所示，连接所有的线生成面，生成完整的齿轮面如图3.9所示。
图3.8 齿轮线 图3.9 小齿轮面
先创建一个半径为20的圆，把线创建成面，再单击Main>Preprocessor>Modeling>
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基于ANSYS齿轮传动有限元分析及优化
Operate>Subtract>Areas出现如图3.10所示的对话框，用图3.9所示的面减去半径为20的面最后生成的面如图3.12所示。
图3.10 布尔运算减 图3.11 整列线的对话框
图3.12 布尔运算后的齿轮
3.1.7 生成大齿轮
在生成大齿轮的渐开线前在笛卡尔坐标系下先将小齿轮面向右即正向平移227.5mm。
大齿轮的生成原理和小齿轮的生成原理一样，先生成渐开线，渐开线的APDL命令如下：
m=2.5 z1=68 pi=acos(-1) alfa1=20/180*pi ha=1 c=0.25 d1=m*z1
alfa_ding1=acos(z1*cos(alfa1)/(2+z1))
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在ANSYS中建立齿轮分析模型
sita_ding1=(tan(alfa_ding1)-alfa_ding1)*180/pi *afun,rad
db1=m*z1*cos(alfa1) rb1=db1/2 df1=d1-2*(ha+c)*m rf1=df1/2 da1=d1+2*ha*m ra1=da1/2 zl1=alfa_ding1/50 *dim,alfa_11,array,50,1 *dim,sita1,array,49,1 *dim,r1,array,49,1 csys,1 alfa_11(1,1)=0 /prep7 k,10000,rb1,0 *do,i,1,49,1
alfa_11(i+1,1)=alfa_11(i,1)+zl1
sita1(i,1)=(tan(alfa_11(i+1,1))-alfa_11(i+1,1))*180/pi r1(i,1)=rb1/cos(alfa_11(i+1,1)) /prep7
k,i+10000,r1(i,1),sita1(i,1) bsplin,i+10000,i+9999 *enddo
k,10050,ra1,sita_ding1 bsplin,10050,10049
再将渐开线上的各线通过布尔运算连接起来操作如下Main>Pre processor>Modeling>Operate>Booleans>Add>Lines。大齿轮的齿根过渡曲线的生成方法与小齿轮的齿根过渡曲线的生成方法略有不同，因为大齿轮的齿根圆直径大于基圆直径，可先利用叠分操作再利用倒角操作对其倒角，倒角的半径r=0.38*m，如图3.13所示。其余创建方法与小齿轮同，生成的大齿轮的面如图3.14。
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