面臨的挑戰：

來自海克斯康的解決方案：

a)模擬仿真軟件

根據齒輪齒條的工作條件，部件之間的接觸分析，傳動分析以及疲勞分析，是齒輪零部件常見的模擬仿真分析。

在設計齒輪齒條時，設計師必須定義其接觸問題以計算齒輪齒條傳力，只有計算出準確的傳力，才有可能計算出精準的機械效率以及做進一步的結構分析和疲勞分析。我們可以用到Adams將齒輪齒條作為系統動力仿真的一部分，精準、快速建模，計算分析得到傳動力大小。同時也可以用Marc軟件做齒頂、齒根的應力、應變及變形分析，得到準確的結構分析結果。

?接觸分析模塊

本軟件可實現多種場景的分析，比如非線性結構分析、失效和破壞分析、傳熱過程分析、多物理場耦合分析和熱燒蝕分析。其中接觸分析功能是非線性結構分析中的一個典型應用。

Marc在同類軟件中具有最強的接觸分析能力。對于基本的接觸狀態，提供基于直接約束的接觸算法，可自動分析變形體之間，變形體與剛體以及變形體自身的接觸。新的Segment-to-Segment的接觸形式，使得兩接觸體在接觸部位的應力分布變得非常連續。Marc支持不同單元類型間的接觸分析。還具有傳統的間隙摩擦單元模式，也可以用非線性彈簧單元來模擬非線性支撐邊界。

Marc還可以處理較大過盈量以及過盈量不均勻分布的裝配體接觸問題，即可用于分析初始導入的CAD模型存在過盈的情況，也可以在初始無過盈的模型中直接指定物體間的過盈量，從而模擬對應的裝配關系和初應力的影響。

對于齒輪齒條的接觸分析，通過模擬仿真可以得到齒輪齒條在不同載荷、不同裝配位置以及采用不同材料情況下的接觸應力與變形，同時Marc軟件還可以模擬齒輪齒條接觸表面在多次承受接觸、摩擦載荷產生的磨損。

接觸分析計算

?傳動分析模塊

Adams中Adams Machinery Gear模塊支持齒輪齒條建模。Adams Machinery Gear為齒輪齒條提供一種快速處理方法，方便工程師對齒輪齒條快速建模，從而幫助計算傳力。

傳統的齒輪設計考慮靜特性比較多，從系統工程和可靠性要求出發，不足以滿足現代設計的要求，必須對其動特性進行分析，即對齒輪系統動力學進行準確計算和評估。一般齒輪動力學計算方法基本是將齒輪作為剛體處理，雖然計算速度可以保證，但計算精度總是差強人意。反過來，如果單純利用有限元方法計算，精度可以達到要求，但計算速度又成為設計過程短板。如何均衡齒輪系統動力學計算中速度和精度要求，對計算工具提出了很高的要求。Adams GearAT正是一款實現了速度和精度完美平衡的高保真齒輪系統動力學仿真工具。

基于這套仿真工具，用戶可以結合靜態和動態的分析方法，完成傳動系統的仿真分析。設計人員可以設計出性能最優的傳動系統，利用Adams GearAT與Nastran的無縫集成功能，便捷地處理柔性齒輪，實現剛柔耦合仿真分析，觀察相關動態效果。比如分析齒輪嚙合的同時，還可以同步接收并考慮齒輪和軸承上的位移，變形和應力的信息。

齒輪齒條建模

?疲勞分析模塊

一些受力復雜的大型構件或關鍵機械部件往往要進行可靠性分析,從有限元的角度分析可以使計算結果更加準確,若再采用有限元軟件進行輔助分析 ,就會令計算工作量大大降低 。利用Nastran軟件和有限元分析方法，對齒輪齒條進行可靠性分析,計算結果能精確反映受力零件應力集中部位及各部位的應力值。通過工作應力值與材料許用應力值的比較，對零件結構進行改進,有效降低應力集中,提高零件的可靠性[1]。

MSC Nastran嵌入疲勞是基于 CAE預測疲勞的全新方法，首次將疲勞分析為有限元解算過程的一部分，而不是作為后處理。改進了目前繁重而耗時的疲勞求解過程。由于大幅減少了各種疲勞計算文件的數量，從而大大縮短了總計算時間，Nastran嵌入疲勞徹底改變了當前的疲勞計算模式。 借助嵌入Nastran的疲勞（NEF）軟件，不再需要龐大的應力（中間）文件。由此無需傳輸應力文件，大大降低了對 CPU（內存）的需求，真正實現了在內存中進行疲勞計算，使疲勞計算成為可能。

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