發(fā)布時(shí)間：2018-10-04 23:30

【摘要】：小四輪拖拉機(jī)在陜北、甘肅等丘陵地區(qū)仍然是應(yīng)用很普遍的農(nóng)用動(dòng)力機(jī)械,但是小四輪拖拉機(jī)的振動(dòng)噪聲問題依然困擾著人們,變速箱噪聲是小四輪拖拉機(jī)的主要噪聲源之一,而變速箱的噪聲源主要來自于齒輪傳動(dòng)。噪聲與齒輪傳動(dòng)時(shí)的傳遞誤差和嚙合剛度有直接的關(guān)系,隨著操作人員對拖拉機(jī)舒適性要求的提高,從而對齒輪傳動(dòng)的減振降噪提出了更高的要求。因此,為了減小齒輪嚙合時(shí)的振動(dòng)噪聲,并且在不改變齒輪基本參數(shù)的前提下,齒輪修形則成為一種極其重要的減小噪聲的方法。本文以東方紅YTO-180小四輪變速箱齒輪為研究對象,針對其齒輪傳動(dòng)時(shí)的承載能力與平穩(wěn)性問題,對齒輪接觸分析進(jìn)行了研究,探索了齒輪修形對齒輪傳動(dòng)承載能力與平穩(wěn)性的影響,主要研究的內(nèi)容及結(jié)論如下:首先,利用Pro/E建立參數(shù)化齒輪模型,結(jié)合齒輪嚙合原理實(shí)現(xiàn)了齒輪副的無干涉裝配。其次,借助ANSYS Workbench,將Pro/E齒輪模型導(dǎo)入有限元軟件中,設(shè)定符合實(shí)際工況的邊界條件和約束載荷,對齒輪進(jìn)行了基本的有限元分析,包括靜力學(xué)分析、模態(tài)分析、瞬時(shí)動(dòng)力學(xué)分析,結(jié)合分析結(jié)果得出了齒輪接觸應(yīng)力應(yīng)變的變化規(guī)律。然后,主要研究了齒廓修形對齒輪傳動(dòng)性能的影響,通過對直線修形的有限元分析可以得出,修形后的最大接觸應(yīng)力值變?yōu)?310MPa,修形后的接觸壓力是726.99MPa。齒廓修形后由于接觸區(qū)域減小,這樣有利于減小輪齒嚙合齒數(shù)變化時(shí)臨界點(diǎn)的應(yīng)力值,避免了嚙合齒數(shù)變化時(shí)引起的沖擊現(xiàn)象;另外,最大接觸應(yīng)力值曲線過渡比較平滑,在嚙入嚙出位置避免了應(yīng)力集中的問題,對齒輪系統(tǒng)傳動(dòng)平穩(wěn)性起到了良好的作用,有利于減小振動(dòng)噪聲,延長了齒輪副的使用壽命。最后主要研究了鼓形修形對齒輪傳動(dòng)性能的影響,經(jīng)過對齒向修形的輪齒進(jìn)行分析比較,鼓形修形后的最大接觸應(yīng)力值降低了46.36%,減小了嚙入嚙出應(yīng)力值偏大的情況,改善了輪齒嚙合沖擊現(xiàn)象;接觸壓力降低了20.75%。鼓形齒的齒向修形和齒端修薄可以減小嚙入嚙出時(shí)的最大接觸應(yīng)力值,從而避免在嚙合齒數(shù)變化時(shí)的沖擊現(xiàn)象,改善了載荷的分布,提高了傳動(dòng)的穩(wěn)定性,有利于減小振動(dòng)噪聲。
[Abstract]:Small four-wheeled tractors are still widely used in hilly areas such as northern Shaanxi and Gansu, but the vibration and noise problems of small four-wheeled tractors still plague people. The transmission noise is one of the main noise sources of small four-wheeled tractors. The noise source of the gearbox mainly comes from the gear transmission. The noise is directly related to the transmission error and the meshing stiffness of the gear transmission. With the improvement of the operator's requirement for the tractor comfort, a higher demand is put forward for the vibration and noise reduction of the gear transmission. Therefore, in order to reduce the vibration noise in gear meshing, and without changing the basic parameters of gear, gear modification becomes an extremely important method to reduce noise. This paper takes the Dongfanghong YTO-180 small four-wheel gearbox gear as the research object, aiming at the bearing capacity and smoothness of the gear transmission, the contact analysis of the gear is studied. The influence of gear modification on the bearing capacity and smoothness of gear transmission is explored. The main research contents and conclusions are as follows: firstly, the parameterized gear model is established by using Pro/E, and the non-interference assembly of gear pair is realized by combining with gear meshing principle. Secondly, with the help of ANSYS Workbench, the Pro/E gear model is introduced into the finite element software, and the boundary conditions and constraint loads are set up in accordance with the actual working conditions, and the basic finite element analysis of the gear is carried out, including static analysis, modal analysis and instantaneous dynamic analysis. Combined with the analysis results, the change law of gear contact stress and strain is obtained. Then, the influence of tooth profile modification on gear transmission performance is mainly studied. Through the finite element analysis of straight-line modification, it can be concluded that the maximum contact stress value after modification is 2310 MPA, and the contact pressure after modification is 726.99 MPA. Due to the decrease of contact area after tooth profile modification, it is advantageous to reduce the stress value of the critical point when the tooth number changes, thus avoiding the shock phenomenon caused by the change of tooth number, in addition, the transition of the maximum contact stress curve is smooth. The problem of stress concentration is avoided in the position of gnawing in and out of the gear system, which plays a good role in the smoothness of the transmission of the gear system, and helps to reduce the vibration and noise and prolong the service life of the gear pair. Finally, the influence of drum shape modification on gear transmission performance is mainly studied. Through the analysis and comparison of gear teeth with tooth profile modification, the maximum contact stress value of drum shape modification is reduced by 46.36 and the large value of Erosion-out stress is reduced. The gear tooth meshing impact is improved and the contact pressure is reduced by 20.75. The tooth orientation modification and tooth end trimming of the drum tooth can reduce the maximum contact stress when the tooth is gnawed out, thus avoiding the impact phenomenon when the meshing tooth number changes, improving the distribution of the load and increasing the stability of the transmission. It is advantageous to reduce vibration and noise.
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH132.41;S219

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