本文關(guān)鍵詞：齒輪接觸疲勞強度及缺陷對強度影響的研究

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【摘要】：目前,隨著機械工業(yè)的不斷向前推進,對傳動齒輪的可靠性、穩(wěn)定性、壽命、重量和強度等都提出了更高的要求。因此,各種新材料、新工藝都被廣泛應用到齒輪設(shè)計和加工上來。35CrNiMo合金鋼表面感應淬火齒輪作為三峽升船機傳動系統(tǒng)的重要齒輪,為了保證這種新材料齒輪的工作性能,需要進行必要的理論分析和試驗研究,研究內(nèi)容如下:(1)針對35CrNiMo感應淬火齒輪在封閉功率流式疲勞試驗機上進行接觸疲勞強度試驗,重點論述了試驗條件、試驗方法以及試驗流程等內(nèi)容。基于正常疲勞點蝕失效的試驗齒輪,論述了齒輪點蝕的成因、失效判據(jù)和檢測方法。簡要介紹了試驗過程中存在的問題,并提出了相應的解決方案。(2)基于概率論和數(shù)理統(tǒng)計理論,結(jié)合齒輪的壽命特點,借助于Labview圖形化編程軟件,制作了齒輪試驗數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。系統(tǒng)集成了概率分布假設(shè)檢驗(概率紙檢驗和K-S檢驗)、曲線擬合和極限應力計算等模塊,實現(xiàn)了試驗數(shù)據(jù)的自動化處理功能和界面化顯示功能。(3)針對試驗所得到的齒輪接觸疲勞數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理,基于齒輪接觸疲勞壽命特點,對每個應力水平的壽命進行對數(shù)正態(tài)分布假設(shè)。借助于labview數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)檢驗分布假設(shè)的合理性,并采用最小二乘法對試驗數(shù)據(jù)進行擬合,獲取齒輪材料的P-S-N曲線。分別作循環(huán)基數(shù)N0為3×106、1×107和5×107時的直線,計算不同可靠度下的疲勞極限應力值,為35CrNiMo齒輪的強度設(shè)計提供參考數(shù)據(jù)。(4)簡要介紹了有限元理論和接觸問題,為齒輪接觸問題的有限元分析奠定理論基礎(chǔ)。依據(jù)實際齒輪參數(shù),采用Pro/E軟件進行參數(shù)化建模。然后結(jié)合ABAQUS有限元軟件分析輪齒嚙合時齒面的接觸應力分布狀況,將限元分析后處理結(jié)果與赫茲公式計算結(jié)果進行對比,論證有限元分析結(jié)果的準確性。(5)本文利用Pro/E軟件在輪齒相同部位(分度圓位置)建立尺寸不等的圓球形凹坑缺陷,且在輪齒齒頂、齒根和分度圓位置分別建立尺寸相同的缺陷,借助于ABAQUS軟件進行有限元分析,研究缺陷對齒輪接觸疲勞強度的影響。
【關(guān)鍵詞】：齒輪 接觸疲勞強度 試驗 Labview P-S-N曲線 缺陷 疲勞分析
【學位授予單位】：河南工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 課題來源10
• 1.2 課題研究的背景及意義10-11
• 1.3 國內(nèi)外齒輪接觸疲勞壽命研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 齒輪接觸疲勞強度的影響因素12-17
• 1.4.1 轉(zhuǎn)速對齒輪接觸疲勞強度的影響13
• 1.4.2 碳含量及材料組織對齒輪接觸疲勞強度的影響13
• 1.4.3 缺陷對齒輪接觸疲勞強度的影響13-14
• 1.4.4 輪齒變形對齒輪接觸疲勞強度的影響14-15
• 1.4.5 殘余應力對接觸疲勞強度的影響15-17
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容17-19
• 第二章 齒輪接觸疲勞強度試驗研究19-34
• 2.1 試驗流程19-26
• 2.1.1 試驗齒輪20
• 2.1.2 齒輪加工工藝路線20
• 2.1.3 試驗條件20
• 2.1.4 試驗機20-22
• 2.1.5 試驗齒輪的安裝22-23
• 2.1.6 主動輪和從動輪的判別23
• 2.1.7 轉(zhuǎn)矩和速度的控制23-25
• 2.1.8 跑合階段25
• 2.1.9 正式試驗階段25
• 2.1.10 齒輪噪聲測試25-26
• 2.2 輪齒點蝕失效分析26-29
• 2.2.1 失效判據(jù)26
• 2.2.2 齒面點蝕和剝落成因26-28
• 2.2.3 輪齒點蝕的檢測28-29
• 2.3 試驗方法29-30
• 2.4 應力計算公式30-31
• 2.5 試驗中存在的問題及解決方案31-33
• 2.5.1 缺陷31-32
• 2.5.2 裝配偏差32-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第三章 基于labview的齒輪試驗數(shù)據(jù)處理34-51
• 3.1 軟件簡介34
• 3.2 數(shù)據(jù)整理34-35
• 3.3 常用分布函數(shù)35-38
• 3.3.1 正態(tài)分布35-37
• 3.3.2 對數(shù)正態(tài)分布37-38
• 3.4 定應力水平下齒輪壽命分布38-43
• 3.4.1 假設(shè)檢驗與參數(shù)估計38
• 3.4.2 檢驗分布理論38-39
• 3.4.3 概率紙檢驗方法39-41
• 3.4.4 K-S檢驗41-43
• 3.5 P-S-N曲線擬合43-50
• 3.5.1 數(shù)據(jù)讀取流程43-44
• 3.5.2 曲線擬合流程44-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 第四章 基于ABAQUS的齒輪接觸疲勞強度有限元分析51-60
• 4.1 接觸問題研究52
• 4.2 齒輪三維模型的建立52-55
• 4.3 有限元分析55-58
• 4.3.1 定義材料屬性55
• 4.3.2 結(jié)構(gòu)裝配55-56
• 4.3.3 定義分析步56
• 4.3.4 定義接觸對56
• 4.3.5 約束的創(chuàng)建和載荷的添加56-57
• 4.3.6 網(wǎng)格劃分57-58
• 4.3.7 后處理結(jié)果58
• 4.4 應力計算58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第五章 缺陷對齒輪接觸疲勞壽命影響規(guī)律的研究60-69
• 5.1 缺陷齒輪三維實體模型建立60-61
• 5.2 理想齒輪有限元分析61-63
• 5.3 缺陷齒輪有限元分析63-66
• 5.3.1 分度圓處不同尺寸缺陷齒輪的仿真分析63-65
• 5.3.2 不同位置相同缺陷尺寸的仿真分析65-66
• 5.4 齒輪的壽命分析66-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 總結(jié)與展望69-71
• 總結(jié)69
• 展望69-71
• 參考文獻71-74
• 附錄一74-76
• 附錄二76-78
• 致謝78-79
• 個人簡歷79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陶振榮;;齒輪接觸疲勞強度計算方法的探討[J];機械設(shè)計與制造;2007年07期

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本文編號：1049735