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问题描述：建立一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合模型，两齿轮的尺寸一样，结构参数为模数m=6mm，齿数Z=28，齿宽B=14mm。操作步骤：采用自底向上方式建模的操作步骤如下。1.定义工作文件名和工作标题1）指定工作目录。打开ANSYSProductLauncher，在SimulationEnvironment中选ANSYS，在License中选ANSYSLS-DYNA，在WorkingDirectory中指定工作目录，单击Run按钮，打开ANSYS。2）定义工作文件名。执行UtilityMenuFileChangeJobname命令，在弹出的对话框中输入“GEAR3-14”并选择【Yes】复选框，单击按钮。3）定义工作标题。执行UtilityMenuFileChangeTitle命令，在弹出的对话框中输入“TheGEAR3-14Model”，单击按钮。4）重新显示。执行UtilityMenuPlotReplot命令。2.显示工作平面1）显示工作平面。执行UtilityMenuWorkPlaneDisplayWorkingPlane命令。2）关闭三角坐标符号。执行UtilityMenuPlotCtrlsWindowControlsWindowOptions命令，弹出一个对话框，在【Locationoftriad】下拉列表框中选择“NotShown”选项，单击按钮。3）打开【OffsetWP】工具栏。执行UtilityMenuWorkPlaneOffsetWPbyIncrements命令。3.生成齿面1）在当前坐标系下生成关键点。执行MainMenuPreprocessorModelingCreateKeypointsInActiveCS命令，弹出【CreateKeypointsinActiveCoordinateSystem】对话框。在【Keypointnumber】和【LocationinactiveCS】文本框中分别输入关键点的编号“1”及关键点的“X”、“Y”和“Z”坐标值“5.428，76.803，0”。单击按钮，生成第一个关键点，重复上述操作，依次输入“5.534，77.803，0”、“5.595，79.303，0”、“5.411，80.82，0”、“5.110，82.342，0”、“4.694，83.869，0”、“4.208，85.396，0”、“3.623，86.92，0”、“2.928，88.450，0”、“2.214，89.972，0”和“0，90.00，0”共11个关键点的编号及坐标值，最后生成结果如图1-1所示。图1-1生成的点的结果2）生成样条曲线。执行MainMenuPreprocessorModelingCreateLinesSplinesSplinethruKPs命令，弹出一个拾取框。依关键点的排列顺序拾取关键点1～10，单击按钮，生成一条曲线，即齿轮的轮齿外轮廓线。3）镜像生成另一边的轮廓线。执行MainMenuPreprocessorModelingReflectLines命令，弹出一个拾取框。拾取样条线，单击按钮，弹出如图1-2所示的【ReflectLines】对话框。单击按钮，生成结果如图1-3所示。图1-2【ReflectLines】对话框图1-3镜像生成的结果4）生成齿顶圆的圆弧线。执行MainMenuPreprocessorModelingCreateLinesArcsThrough3KPs命令，弹出一个拾取框。按顺序依次拾取编号为13﹑10﹑11的关键点，单击按钮。5）输入参数。执行UtilityMenuParametersScalarParameters命令，弹出【ScalarParameters】对话框。在【Selection】文本框中输入“a=360/28”，单击按钮，单击按钮。6）生成一个圆环面。执行MainMenuPreprocessorModelingCreateAreasCirclePartialAnnulus命令，弹出【PartAnnularCircArea】对话框。如图1-4输入数据，生成结果如图1-5所示。图1-4【PartAnnularCircArea】对话框图1-5生成圆环面的结果7）生成圆。执行MainMenuPreprocessorModelingCreateLinesArcsFullCircle，弹出一个拾取框。如图1-6【FullCircle】中输入“0，0，0”，单击按钮。弹出如图1-7【Note】提示框，单击按钮。在如图1-8【FullCircle】中输入“70”，单击按钮，生成的结果如图1-9所示。图1-7【Note】提示框图1-6【FullCircle】拾取框图1-8【FullCircle】拾取框图1-9生成的圆8）分割圆环面。执行MainMenuPreprocessorModelingOperateBooleansDivideAreaByLine命令，弹出一个拾取框。拾取圆环面，单击按钮。又弹出一个拾取框，拾取整个圆，单击按钮。生成如图1-10的结果。图1-10分割圆环面生成的结果9）由关键点生成面。执行MainMenuPreprocessorModelingCreateAreasArbitraryThroughKPs命令，弹出一个拾取框。依次拾取编号为1﹑10﹑13﹑12的关键点，单击按钮。10）面相加操作。执行MainMenuPreprocessorModelingOperateBooleansAddAreas命令，弹出一个拾取框。拾取上面两个面，生成的结果如图1-11。图1-11面相加后生成的结果10）齿根倒圆角。执行MainMenuPreprocessorModelingCreateLinesLineFillet命令，弹出一个拾取框。拾取齿根圆和齿面渐开线，单击按钮。弹出一个【LineFillet】对话框，如图1-12输入数据。图1-12【LineFillet】对话框11)由关键线生成面。执行MainMenuPreprocessorModelingCreateAreasArbitraryByLines命令，弹出一个拾取框。拾取齿根圆和齿面渐开线，以及生成的圆角线，单击按钮。12)面相加操作。执行MainMenuPreprocessorModelingOperateBooleansAddAreas命令，弹出一个拾取框。拾取齿面以及两个倒角面，生成的结果如图1-13所示。图1-13倒角后生成的齿廓形状13）改变当前坐标系为柱坐标系。执行UtilityMenuWorkPlaneChangeActiveCStoGlobalCylindrical命令。14）复制生成整个齿圈。执行MainMenuPreprocessorModelingCopyAreas命令，弹出一个拾取框。单击按钮，弹出如图1-14所示的【CopyAreas】对话框，在【Numberofcopies】文本框中输入复制生成的个数28，在【Y-offsetinactiveCS】文本框中输入角度“a”。单击按钮，生成结果如图1-15所示。图1-14【CopyAreas】对话框图1-15复制生成的整个齿圈15）改变当前坐标系为直角坐标系。执行UtilityMenuWorkPlaneChangeActiveCStoGlobalCartesian命令。16）复制并平移生成另一个齿轮。执行MainMenuPreprocessorModelingCopyAreas命令，弹出一个拾取框。单击按钮，弹出如图1-14所示的【CopyAreas】对话框，在【Numberofcopies】文本框中输入复制生成的个数2，在【X-offsetinactiveCS】文本框中输入距离“168”。单击按钮，生成结果如图1-16所示。图1-16复制产生的另一个齿轮17）改变当前坐标系为柱坐标系。执行UtilityMenuWorkPlaneChangeActiveCStoGlobalCylindrical命令。18）旋转齿轮，使两齿轮啮合。执行MainMenuPreprocessorModelingMove/ModifyAreasAreas命令，弹出一个拾取框。拾取左边的整个齿圈，单击按钮。弹出如图1-17所示的【MoveAreas】对话框，在【Y-offsetinactiveCS】文本框中输入角度“a/2”,单击按钮。生成的结果如图1-18所示。图1-17【MoveAreas】对话框图1-18旋转齿轮后，两齿轮的啮合的结果4.根据计算要求，修改模型。由于考虑到计算量的大小，我们不研究整个齿的受载情况。我们只需研究一个齿在其完整啮合的一个周期内的情况。我们拿出三个齿进行研究。这样就需要对模型进行修改。1）删除多余的面。执行MainMenuPreprocessorModelingDeleteAreaandBelow命令，弹出一个拾取框。每个齿留下啮合的三个齿，单击按钮。生成的结果如图1-19所示。图1-19简化后的模型2）面相加操作。执行MainMenuPreprocessorModelingOperateBooleansAddAreas命令，弹出一个拾取框。分别拾取齿面和齿圈，生成的结果如图1-20所示。图1-20面相加后生成的模型3）拉伸生成体模型。执行MainMenuPreprocessorModelingOperateExtrudeAreasAlongNormal命令，弹出一个拾取框。选取一个面积，单击按钮，弹出【ExtrudeAreaalongNormal】对话框，如图1-21在【DistLengthofextrusion】文本框中输入拉伸的厚度14，生成的结果如图1-22所示。图1-21【ExtrudeAreaalongNormal】对话框图1-22拉伸厚生成的模型4）把拉伸后的模型粘连在一起。执行MainMenuPreprocessorModelingOperateGlueVolumes命令，弹出一个拾取框。分别拾取各个齿轮的齿面和齿圈，将他们站连在一起。5）缩放模型。考虑到ANSYS中的单位制，决定把模型的单位变为米制，现在需要把模型缩小1000倍。执行MainMenuPreprocessorModelingOperateScaleVolumes命令，弹出一个拾取框。单击按钮，弹出【ScaleVolumes】对话框，如图1-23所示。在【RX,RY,RZScalefactors-】文本框中分别输入“0.001”,“0.001”,“0.001”，在【IMOVEExistingareaswillbe】复选框中选“Moved”,单击按钮。图1-23【ScaleVolumes】对话框5.设置参数1）选择单元类型。执行MainMenuPreprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete命令，弹出【ElementType】对话框。单击按钮，弹出【LibraryofElementType】对话框，分别选择“LS-DYNAExplicit”和“3DSolid164”选项，单击按钮。单击按钮，完成单元类型的设置。2）设置材料的参数。执行MainMenuPreprocessorMaterialPropsMaterialModels命令，弹出【DefineMaterialModelBehavior】对话框。分别选择“LS-DYNA”﹑“Linear”﹑“Elastic”和“Isotropic”,弹出【LinearIsotropicPropertiesforMaterialNumber1】对话框，在【DENS】文本框中输入“7830”，在【EX】文本框中输入“2.1e11”，在【NUXY】文本框中输入“0.28”。单击按