图6旋转工作坐标系 图7镜像渐开线
小齿轮的齿廓线生成之后，单击主菜单中的main menu/modeling/create /areas/arbirtaty/by lines.生成一个齿面（见图8）。
利用渐开线产生端面的一个齿形，将其复制、阵列（见图9）。在齿轮坐标系中以齿根圆半径画一个空心圆，进过布尔操作等，最终生成一个小齿轮（见图10）。
图8齿轮的单个齿 图9复制齿轮的齿
对于大齿轮的生成参看小齿轮的方法(大齿轮渐开线生成的命令流见附录)，首先建立距离小齿轮圆心为在X方向上为270mm的局部坐标系，单击应用菜单workplane/local coordinate systems/create local cs/at specified loc,在弹出的对话框中输入270，0，0，然后创建局部圆柱坐标系11和局部笛卡尔坐标系12，，在此两个坐标系下输入附录2中的命令流，直接生成大齿轮渐开线，模仿小齿轮的生成方法，最终生成大齿轮（如图11所示）。
图10小齿轮模型 图11大齿模型
大齿轮在X轴上平移中心距距离为270mm，则大小齿轮的中心连线通过小齿轮齿根圆周上齿间距的中点，通过大齿轮齿顶圆周上齿厚的中点，要确定两个齿轮在啮合线上相啮合的位置。由于在分度圆上齿轮的齿厚和齿间距相等，则小齿轮到节点啮合位置就要转动360/4z2度，即为90/45度，大齿轮转到节点啮合位置就要转动360/z1度，即90/90度，即可使两个齿轮在节点处啮合，由于软件本身的误差原因，可能齿轮会存在啮合不太好的情况，此时，可以转换当前激活坐标系为圆柱坐标系，单/prepprocessor/modeling/move/modify/rotate/areas,旋转齿轮为一定的角度，知道两个齿轮相互啮合。最终可得到两大小齿轮在ansys中的二维模型（如图10所示）。由于直齿轮在轴向应力所受应力一致，所以可用二维模型代替三维模型（见参考文献13）。
图12相互啮合的大小齿轮
4齿轮接触应力分析 4.1模型网格划分
实体建模的最终目的是划分网格以生成节点和单元。生成节点和单元的网
格划分过程分为两个步骤：（1）定义单元属性;(2)定义网格生成控制并生成网格。 在单元库中选择SOLID42两齿轮的实体单元，因为SOLID42 为四边形单元，有四个节点，相对于三角形单元而言，计算精度更高，没有三角形那样刚硬，对于带中间节点的四边形而言，节点数更少，节约计算时间，而精度下降不大。
单击/preprocessor/meshing/meshtool/,如图13所示，在弹出的对话框如图14meshtool中选择smartsize,6级精度，单击mesh,选择所要划分的两个齿轮。
图13主菜单中划分网格 图14开始划分网格
25 定义材料属性中弹性模量EX=2.06?10N?mm，泊松比PRXY=0.3，摩擦系数为MU=0.3。要求出精确解，就要在啮合区域进一步细分网格，细分结果见图（15）：
图15 划分网格后的齿轮
4.2创建接触对
利用ansys接触向导（见下图18）,单击左上角创建接触对按钮，弹出如图16所示contact wizard对话框，在targetsurface下选择线，单击pick target弹出selectlinesfor…如图17所示对话框，将啮合小齿轮的齿廓线2和大齿轮的齿廓线1设置为接触对，是齿廓线1为接触面，齿廓线2为目标面，最终生成解除对（见下图19）。同时，将其接触刚度因子FKN和拉格朗日算法允许的最大渗透量FTLON分别设置为1.0和0.1。
图16选择接触类型 图17选择要接触的线
图18ANSYS接触向导 图19接触对
4.3施加边界条件和载荷
接触区域应能保证它足以描述所需要的接触行为。Ansys面-面接触单元使用GAUSS积分点作为接触检查点的缺省值，它比Newton-Cotes/robatto节点积分项产生更精确的结果，把节点坐标系换到柱坐标系，单击应用菜单中的/select/entieies/在弹出的对话框中选择lines/by num and pick/选择小齿轮中内径圆的四条线，之后在选择nodes/attach to/lines all,再单击/preprocessor/modeling/move/modify/rotate node cs/to active cs,则小齿轮的内径圆上的节点坐标系全部转换为柱坐标系，此时X,Y分别代表R,?。单击/preprocessor/solution/define loads/displacement/on nodes（如图20所示）,在弹出的对话框中定义x方向固定不动，使其只有绕齿轮回转中心的转动自由度，即约束X轴。再次单击/preprocessor/solution/define loads/force and moments/on nodes（如图21所示）,在弹出的对话框中选择fy,输入fy的值为-82.9N，则至此小齿轮上的边界条件和载荷施加完毕。同理，约束大齿轮安装孔表面上的节点的所有自由度。约束结果见图16所示
图20定义约束 图21施加载荷
