2  COSMOS/Works進行有限元分析
   
    2.1  COSMOS/Works介紹
   
    基于SolidWorks下的COSMOS/ Works是一個面向廣大工程設計人員的有限元分析軟件，通過在SolidWorks三維設計軟件下建模無需格式轉換只要存盤就可以進行分析。COSMOS/Works提供了5種分析方法:靜力分析、頻率分析(結構模態分析)、扭曲分析、熱分析及優化設計分析。COSMOS/Works對于靜力分析提供了3種求解方法:Direct Sparse,FFE和FFEPIus。一般說來，3種求解方法對同一問題的求解結果基本相似，但在選擇時應注意以下幾點:對于大型和特大型問題(自由度大于3x10的5次方個)應優先使用FFE. PIus求解方法;對于小型和中型問題(自由度1x10的5次方~3x10的5次方個)應優先使用Direct Spars或FFE求解方法，本文的分析采用FFE求解方法。
   
    2. 2直齒錐齒輪的基本參數
   
    假設齒數z=19，大端模數m =4分度圓直徑d=76mm齒輪寬b=18mm分錐角δl=31. 54為傳遞扭矩T=2000N·M，按照《機械設計》錐齒輪受力計算可得:圓周力Ft=61162N徑向力Fr=18980N軸向力Fa=10931N。齒輪材料為45鋼(調質)，彈性模量2.1x10的6次方MP;泊松比0.27。
   
    2. 3選擇材料、施加約束、劃分網格
   
    進人COSMOS/Works模塊，選擇材料-應用材料到所有-自庫文件-所選材料-確定。網格劃分是有限元分析的關鍵，COSMOS/Works2006提供4種網格劃分算法:實體網格、使用中面的外殼網格、使用曲面的外殼網格和混合網格。本事例選擇實體網格單元進行離散，離散后共有節點總數14703，單元總數87990載荷按上面計算結果施加，約束加在軸孔處。網格劃分結果和應力分析應力云圖如圖5、圖6。
 

   
    從分析報告說明最大應力位于10061節點處其值3.914 x 10的10次方kg/cm的平方為383 MP;最大合位移位于11103節點處其值為0.32mm.顯然已超過材料的屈服應力2.914 x 10的3次方kg/cm的平方。同時，同時查表可知所選材料的許用應力38D MP故設計不合理，這與實際應用m=6設計也是一致的。通過彩色云圖顯示應力和應變的分布，以不同的顏色表示不同范圍的應力值。形象逼真地表現了齒輪內部的應力應變分布情況。清楚看出小端齒根處應力集中、齒頂處變形大。
   
    3結論
   
    通過研究可以得到以下結論。
   
    (1)利用SolidWorks軟件建立了漸開線直齒圓錐齒輪的參數化設計模型，利用該程序可以方便生成齒輪模型，為模擬裝配、動畫演示、有限元分析奠定基礎。
   
    (2)對于直齒圓錐齒輪設計人員在設計階段就能了解到零件每一點的應力、應變及位移，同時可方便地對結構進行反復修改，以達到設計優化的目的。在保證結構安全可靠運行的條件下，提高設計制造的效率，降低制造成本。
   
    (3)綜合地利用三維軟件全部功能是當前設計的大勢所趨。