本文關(guān)鍵詞：行星齒輪傳動(dòng)柔性銷軸比例模型的微動(dòng)疲勞特性研究

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【摘要】：在風(fēng)電增速箱中,為提高行星傳動(dòng)的均載性能,行星輪普遍使用柔性銷軸聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)(以下簡稱“柔性銷軸”)作為支撐,由于裝配空間的限制,該結(jié)構(gòu)往往采用過盈聯(lián)結(jié)方法進(jìn)行裝配。然而,傳動(dòng)齒輪的嚙合沖擊會(huì)使柔性銷軸承受的切向彎曲載荷出現(xiàn)周期性波動(dòng),該交變應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致過盈結(jié)合表面的微幅變形,產(chǎn)生微動(dòng)疲勞。微動(dòng)疲勞會(huì)促使疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展,導(dǎo)致柔性銷軸過早失效破壞,降低風(fēng)電增速箱的服役壽命。因此,在柔性銷軸的設(shè)計(jì)中必須考慮微動(dòng)疲勞損傷的影響。本文對(duì)柔性銷軸的微動(dòng)疲勞壽命和疲勞損傷機(jī)理開展研究,以作為該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)指導(dǎo),減弱柔性銷軸的微動(dòng)疲勞損傷程度,延長其服役壽命。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)依據(jù)厚壁圓筒理論和Lame公式計(jì)算柔性銷軸的應(yīng)力應(yīng)變和過盈量,并對(duì)該結(jié)構(gòu)承受的最大彎曲載荷進(jìn)行核算。鑒于試驗(yàn)條件限制,設(shè)計(jì)柔性銷軸比例模型,并通過與全尺寸結(jié)構(gòu)進(jìn)行尺寸、載荷參數(shù)對(duì)比,確定具體的縮小比例。基于各因素對(duì)柔性銷軸微動(dòng)疲勞損傷的影響程度,選取彎曲載荷、過盈量和滲碳層深度等三個(gè)影響因素開展研究,并確定三因素三水平的正交試驗(yàn)方案。(2)采用SolidWorks軟件建立柔性銷軸三維比例模型,然后導(dǎo)入ABAQUS軟件中,參考實(shí)際服役工況,進(jìn)行過盈聯(lián)結(jié)下柔性銷軸彎曲加載的有限元分析。通過提取不同彎曲載荷、過盈量和滲碳層深度等因素下的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù),得到柔性銷軸結(jié)合表面接觸應(yīng)力、摩擦剪切力和滑移幅值的數(shù)值曲線,分析各因素對(duì)柔性銷軸微動(dòng)疲勞損傷的影響規(guī)律�；谀M仿真提取的相關(guān)應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù),采用SWT法預(yù)測(cè)柔性銷軸比例模型的微動(dòng)疲勞壽命和裂紋萌生位置。(3)根據(jù)正交試驗(yàn)方案,試制11組過盈聯(lián)結(jié)柔性銷軸比例試件,在疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行彎曲載荷加載,得到試件的微動(dòng)疲勞S~N曲線,通過觀測(cè)不同彎曲載荷等因素下試件結(jié)合表面的疲勞損傷情況,并與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,探究各因素對(duì)柔性銷軸微動(dòng)疲勞壽命和疲勞損傷的影響規(guī)律。(4)基于微動(dòng)疲勞特性的研究結(jié)論,設(shè)定柔性銷軸的線性過盈量,優(yōu)化其配合方式以降低結(jié)合表面的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值。通過比對(duì)分析模擬仿真結(jié)果,得出過盈量的變量表達(dá)式,修正柔性銷軸優(yōu)化配合結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算公式。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH132.4

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本文編號(hào)：1220898