本文關(guān)鍵詞：螺旋錐齒輪有限元接觸分析與試驗(yàn)研究

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【摘要】：螺旋錐齒輪具有重合度大、承載能力高、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音小等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于船舶、航空、汽車、工程機(jī)械等諸多領(lǐng)域。螺旋錐齒輪副中大小相等、方向相反的螺旋角使其齒面形狀、嚙合特點(diǎn)及加工過程均比較復(fù)雜。螺旋錐齒輪的嚙合傳動(dòng)精度、效率、齒面接觸應(yīng)力、齒根彎曲應(yīng)力、接觸區(qū)等直接影響其工作壽命、承載能力、振動(dòng)、噪音及整個(gè)機(jī)械裝備的工作性能。本文基于虛擬加工原理,在三維建模軟件中創(chuàng)建出螺旋錐齒輪幾何模型;利用有限元法分析螺旋錐齒輪在多種工況下的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)接觸特性,得到了螺旋錐齒輪傳動(dòng)過程中主要嚙合性能參數(shù)的變化規(guī)律;根據(jù)螺旋錐齒輪變速箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)一臺(tái)封閉功率流式試驗(yàn)臺(tái)測試系統(tǒng),并在試驗(yàn)臺(tái)上完成了變速箱內(nèi)螺旋錐齒輪主要性能參數(shù)的試驗(yàn)測量工作。研究內(nèi)容可概述如下:(1)基于虛擬加工技術(shù)的螺旋錐齒輪建模。螺旋錐齒輪齒面的復(fù)雜性給通過用解析法創(chuàng)建其幾何模型帶來了困難。利用虛擬加工技術(shù)創(chuàng)建幾何模型的方法可避免推算復(fù)雜的幾何方程,給螺旋錐齒輪的建模提供一種良好的方法。在三維建模軟件中,基于虛擬加工技術(shù)模擬展成法加工螺旋錐齒輪的過程,創(chuàng)建出螺旋錐齒輪的三維幾何模型。(2)螺旋錐齒輪靜態(tài)與動(dòng)態(tài)加載接觸分析�；诼菪F齒輪三維幾何模型,在有限元分析軟件中,對螺旋錐齒輪在不同加載工況下的嚙合性能分別進(jìn)行靜態(tài)與動(dòng)態(tài)加載接觸分析。在靜態(tài)加載分析下,得到螺旋錐齒輪在不同轉(zhuǎn)矩工況下的轉(zhuǎn)角、傳動(dòng)誤差、接觸力、重合度、齒面接觸應(yīng)力、齒根彎曲應(yīng)力等的變化規(guī)律。在動(dòng)態(tài)加載分析下,得到螺旋錐齒輪在不同轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩工況下的轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)誤差、接觸力、接觸面積、齒面接觸應(yīng)力、齒根彎曲應(yīng)力等的變化規(guī)律。(3)封閉功率流式螺旋錐齒輪試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)及主要嚙合性能參數(shù)測量。根據(jù)螺旋錐齒輪變速箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、承載能力和試驗(yàn)要求,設(shè)計(jì)一臺(tái)封閉功率流式螺旋錐齒輪試驗(yàn)臺(tái)。該試驗(yàn)臺(tái)可通過變頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多工況下的螺旋錐齒輪加載工作�；诜忾]功率流螺旋錐齒輪試驗(yàn)臺(tái),完成了螺旋錐齒輪嚙合性能的測量工作。測量獲得特定工況下的主從動(dòng)螺旋錐齒輪轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率、傳動(dòng)誤差、機(jī)械效率的變化規(guī)律,并用涂色法測量齒面接觸區(qū)分布。試驗(yàn)測量的機(jī)械效率值與理論計(jì)算值基本一致。
【關(guān)鍵詞】：螺旋錐齒輪 虛擬加工建模 加載接觸分析 嚙合沖擊 封閉功率流 齒面接觸區(qū)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-19
• 1.1 課題研究背景及意義14-15
• 1.2 螺旋錐齒輪接觸分析及試驗(yàn)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容17-18
• 1.4 本章小結(jié)18-19
• 第2章 基于虛擬加工技術(shù)的螺旋錐齒輪建模19-28
• 2.1 螺旋錐齒輪數(shù)控機(jī)床調(diào)整參數(shù)19-22
• 2.2 螺旋錐齒輪虛擬加工方法22-23
• 2.3 螺旋錐齒輪幾何建模23-27
• 2.3.1 齒坯切割23-25
• 2.3.2 基于NURBS法的齒面重構(gòu)25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 螺旋錐齒輪靜態(tài)加載接觸分析28-48
• 3.1 螺旋錐齒輪的有限元加載接觸分析原理28-31
• 3.2 靜態(tài)加載接觸分析有限元建模31-37
• 3.3 靜態(tài)計(jì)算結(jié)果與分析37-47
• 3.3.1 靜態(tài)傳動(dòng)誤差37-38
• 3.3.2 靜態(tài)接觸力及重合度38-41
• 3.3.3 靜態(tài)接觸面積41-43
• 3.3.4 靜態(tài)接觸應(yīng)力與彎曲應(yīng)力43-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第4章 螺旋錐齒輪動(dòng)態(tài)加載接觸分析48-62
• 4.1 螺旋錐齒輪動(dòng)態(tài)加載接觸方程48-49
• 4.2 動(dòng)態(tài)加載接觸分析有限元建模49-50
• 4.3 動(dòng)態(tài)計(jì)算結(jié)果與分析50-61
• 4.3.1 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)誤差50-52
• 4.3.2 動(dòng)態(tài)接觸力52-54
• 4.3.3 動(dòng)態(tài)接觸面積54-56
• 4.3.4 動(dòng)態(tài)接觸應(yīng)力與彎曲應(yīng)力56-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第5章 螺旋錐齒輪試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)及嚙合性能參數(shù)測試62-73
• 5.1 螺旋錐齒輪試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)62-64
• 5.2 試驗(yàn)臺(tái)測試系統(tǒng)功能與組成64-68
• 5.3 試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器工作原理68-70
• 5.4 螺旋錐齒輪嚙合性能試驗(yàn)測量70-72
• 5.4.1 螺旋錐齒輪加載工況測量70
• 5.4.2 螺旋錐齒輪主要性能參數(shù)測量70-72
• 5.4.3 螺旋錐齒輪接觸區(qū)檢測72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 總結(jié)與展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-80
• 附錄A (攻讀學(xué)位期間學(xué)術(shù)論文發(fā)表及項(xiàng)目研究情況)80

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1108884