本文關(guān)鍵詞：邊界潤滑狀態(tài)下面齒輪傳動的失效機(jī)理研究

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【摘要】：面齒輪傳動是一種由圓柱齒輪和圓錐齒輪相嚙合的新型齒輪傳動,具有重合度高、承載能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),基于其獨(dú)特的分流特性,國外現(xiàn)已開始應(yīng)用于武裝直升機(jī)的主減速器中。武裝直升機(jī)憑借其靈活機(jī)動的性能,在作戰(zhàn)中能夠?qū)崿F(xiàn)對超低空領(lǐng)域的控制,基于其作戰(zhàn)區(qū)域的特點(diǎn),武裝直升機(jī)也易遭受到來自地面及空中多種類型的攻擊。當(dāng)直升機(jī)中彈漏油后,其傳動系統(tǒng)將經(jīng)歷乏油潤滑、邊界潤滑、干摩擦等各潤滑工況,嚴(yán)重威脅著人機(jī)的安全。邊界潤滑作為一種極端的失油潤滑工況,對傳動系統(tǒng)的正常工作有極大的影響,為了預(yù)測面齒輪傳動在邊界潤滑工況下的生存能力,本文進(jìn)行了面齒輪傳動在邊界潤滑狀態(tài)下的失效分析,主要研究內(nèi)容如下:1)以邊界潤滑理論為基礎(chǔ),根據(jù)物理化學(xué)理論及邊界膜的形成機(jī)理,以溫度作為邊界潤滑的失效準(zhǔn)則,通過活化能,建立了邊界潤滑狀態(tài)下面齒輪傳動的臨界失效溫度方程,同時討論了不同反應(yīng)活化能和齒輪轉(zhuǎn)速對臨界失效溫度的影響。2)基于輪齒加載熱接觸分析,確定了面齒輪傳動過程中的齒面接觸軌跡、接觸載荷和相對滑動速度,推導(dǎo)出了邊界潤滑狀態(tài)下面齒輪傳動嚙合過程中齒面接觸點(diǎn)處摩擦系數(shù)及摩擦熱流量的計算方法;根據(jù)傳熱學(xué)基本理論和面齒輪傳動的嚙合特性,給出了邊界潤滑狀態(tài)下面齒輪傳動瞬態(tài)熱分析的導(dǎo)熱微分方程,同時確定了面齒輪傳動輪齒各界面的邊界條件。3)建立了面齒輪傳動熱分析的有限元模型,利用APDL語言模擬出每個嚙合周期內(nèi)移動熱源的加載和輪齒的散熱過程,對邊界潤滑工況下面齒輪傳動的瞬態(tài)溫度場進(jìn)行了求解,根據(jù)有限元熱分析和臨界失效溫度模型的計算結(jié)果,確定了邊界潤滑工況下面齒輪傳動的運(yùn)行壽命,討論了不同幾何參數(shù)和齒輪轉(zhuǎn)速對其運(yùn)行壽命的影響,獲得了邊界潤滑狀態(tài)下面齒輪傳動的最優(yōu)齒輪轉(zhuǎn)速。4)制造了實(shí)驗所需面齒輪,對面齒輪嚙合過程中的接觸印痕和輪齒溫升趨勢進(jìn)行了測試,并與有限元分析結(jié)論進(jìn)行比較,驗證了理論分析的合理性。
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1218852