Открывайте готовые расчёты в браузере за 2 с (до 300 тыс. DOF) или запускайте тяжёлые задачи до 1,5 млн+ степеней свободы офлайн на Windows и macOS.
Контактное зацепление цилиндрической зубчатой пары
Расчёт контактных давлений по линии зацепления и изгибных напряжений во впадине ножки зуба при окружном усилии 18 кН.
В тяжелонагруженных редукторах контактные давления и изгибные напряжения в ножке зуба определяют ресурс передачи по критериям контактной выносливости (питтинг) и излома по ГОСТ 21354 (ISO 6336). Пиковые контактные давления вызывают выкрашивание рабочих поверхностей, а растягивающие напряжения во впадине зуба приводят к усталостным трещинам. Модель решает задачу контакта двух зубчатых колёс по методу штрафных функций, вычисляя контактные давления по линии зацепления и напряжения изгиба при окружном усилии 18 кН.
1. Геометрия и конечные элементы
- •2 независимых B-Rep тела: ведущая шестерня z1 = 19 (модуль m = 5 мм, ширина венца b = 45 мм) и ведомое зубчатое колесо z2 = 37.
- •Материалы: цементуемая сталь 18CrNiMo7-6 (E = 210 ГПа, ν = 0,30, предел текучести 850 МПа) для шестерни; термоулучшенная сталь 42CrMo4 (E = 210 ГПа, ν = 0,29, предел текучести 650 МПа) для колеса.
- •Тетраэдральная сетка обоих тел: 42 630 элементов, 9 780 узлов и 29 340 степеней свободы с локальным сгущением на рабочих профилях и в галтелях ножек зубьев.
- •Контактная пара на сопряжённых боковых поверхностях зубьев на основе штрафной формулировки с контролем взаимного проникновения.
2. Граничные условия и нагрузки
- •Жёсткая заделка по внутренней цилиндрической расточке ступицы ведомого колеса (Ux = Uy = Uz = 0).
- •Цилиндрическое шарнирное закрепление расточки ведущей шестерни с фиксацией осевых и радиальных смещений и свободой вращения.
- •Окружная ведущая сила 18,0 кН по делительному диаметру шестерни, формирующая нормальное контактное давление на активной линии зацепления.
3. Результаты расчёта и верификация
- ✓Пиковое нормальное контактное давление по узкой полоске зацепления достигает 1234,4 МПа (расхождение с аналитическим расчётом Герца 4,2%).
- ✓Максимальные напряжения изгиба во впадине ножки зуба шестерни σ_vm = 385 МПа, что обеспечивает коэффициент запаса n = 2,21 по пределу текучести.
- ✓Максимальное суммарное перемещение |u| = 0,806 мм на вершине нагруженного зуба ведущей шестерни.
- ✓Идеальная невязка глобальных реакций: ошибка баланса 0,00%, время решения 0,16 с.
Встроенный многотельный решатель WebCAE позволяет конструкторам редукторов проверять пятно контакта, изгиб ножки и контактные напряжения зубьев в браузере за 0,16 секунды. Автоматическая контактная штрафная формулировка исключает ручную сшивку сеток и ускоряет подбор коэффициентов смещения исходного контура.
14 дней полного доступа ко всем функциям Pro. Платёж спишется только через 2 недели, если не отменить подписку.
- ✓14 дней триала (0 $ сегодня) (отмена в 1 клик)
- ✓До 1,5 млн+ степеней свободы (прямой sparse-решатель)
- ✓Нативные приложения Windows и macOS (100% offline)
- ✓Нелинейный контакт и устойчивость (Kσ, MITC4, RBE2/RBE3)
Задать вопрос расчётчикам по вашей задаче
Опишите вашу деталь или конструкцию — ответим в течение 2 часов.
Нужна мгновенная консультация по МКЭ или этому кейсу?
Нажмите на кнопку ИИ-чата в правом нижнем углу экрана — ассистент разберёт постановку задачи, формулы сопротивления материалов и команды DSL за 3 секунды.
Другие расчётные кейсы и модели
Шпоночное соединение приводного вала со ступицей (3 тела)
Литой корпус двухступенчатого редуктора
Проушинное соединение «вилка — тяга — палец» (3 тела)
