摘要： 使用高性能并行计算机和ANSYS有限元软件，通过精确产生齿根过渡曲线和齿轮三维实体模型，建立可靠的高精度的有限元网格模型和计算模型. 使用三维20节点等参单元计算，仿真一个真实齿轮整体模型的三维齿根应力和轮齿变形.二维模型和三维等效模型的仿真计算误差和可靠性对比表明，该方法可为计算齿根应力和轮齿变形提供参考.
　　关键词： 齿轮； 过渡曲线； 三维实体模型； 可靠性； 并行计算； 有限元
　　中图分类号： TH132.41； TB115.1文献标志码： B
　　引言
　　计算齿轮齿根应力和轮齿变形是齿轮设计、研究的基本问题.过去，计算齿根应力和轮齿变形时所用的模型一般为二维或三维等效轮齿模型，由于计算机的限制，计算模型存在误差，模型的可靠性低，计算结果与试验结果很难比较，造成重复试验.因此，有必要建立一个齿根应力和轮齿变形计算标准，为齿轮设计研究人员和齿轮CAE研究人员提供参考.
　　随着计算机技术的发展，使用高性能计算，能对齿轮三维整轮模型进行仿真分析，并能精确计算齿轮齿根应力和轮齿变形.本文在曙光4000A超级计算机上对一个采煤机齿轮进行计算，计算模型的自由度为659万个，工况为5个，计算时间为2 h，使用4个2.4 GHz AMD Opteron 850 64位CPU，内存为8 GB.
　　1齿轮齿根应力和轮齿变形的计算
　　齿轮和加工刀具的参数见表1.其中，刀具为凸头滚刀，齿顶高系数为1，齿轮配合的轴直径（齿轮内圆直径）为90 mm，表中的凸台高度仅为加工后挖根凸台高度（计算凸台高度）.