齿轮传动由于其具有恒定的传动比，传动效率高，工作可靠，使用寿命长，结构紧凑，被广泛应用。齿轮强度校核有多种方式，现介绍一种准静态的有限元分析方式。
1.问题描述
两啮合齿轮，主动齿轮齿数为58，齿宽为30mm；从动齿轮齿数为63，齿宽为20mm。从动齿轮输出扭矩为.8Nm，模数均为20。模型如图1所示。
图1模型示意
2.网格处理
齿轮啮合分析，包含了接触的和几何非线性分析，考虑到计算经济性，需要将啮合的5-6对齿轮加密，其余粗分即可，单元类型选择C3D10M或者C3D8R。网格划分示意如图2所示。
3.材料属性
在齿轮啮合分析中，仅需要定义弹性模量和泊松比即可，分别为Mpa和0.38。如图3所示。
图3材料定义图4接触设置
4.接触定义
将啮合和即将啮合的6对轮齿设置成接触，其中主动齿轮为从面，从动齿轮为主面，因为主动齿轮较小，齿面较硬。并设置库伦摩擦系数为0.1，硬接触。如图4所示。
5.边界定义
放开两个齿轮的绕轴向转动自由度，约束其余5个自由度。如图5所示。
图5边界设置
6.载荷定义
对主动齿轮施加角位移载荷-0.4（右手准则，且需将角度换算为弧度），对从动齿轮施加扭矩为800Nmm。如图6所示。
a）角位移定义b)扭矩定义
图6载荷设置
7.结果分析
计算完成后，输出最大Mises应力和最大主应力如图7所示。
a）Mises应力定义b)最大主应力
图7Mises应力和最大主应力云图
8.小结
Abaqus软件具有强大的解析接触和非线性问题的功能，在计算齿轮啮合状态下的强度校核问题上得到了体现。此外，在模型建立过程中需要注意以下两个方面：
1）啮合处的轮齿网格需要一定的密度；
2）定义接触时，若出现不收敛情况，需要多个分析步，逐步稳定建立接触。
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