本文關(guān)鍵詞：基于多項式代理模型的齒面摩擦系數(shù)計算方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒面摩擦對齒根彎曲疲勞強度和齒面接觸疲勞強度均有重要影響,齒面摩擦系數(shù)則是齒輪摩擦學設計的重要內(nèi)容。摩擦系數(shù)與載荷、潤滑、轉(zhuǎn)速、齒面粗糙度等多種因素有關(guān),計算困難且很難直接測量。本文以直齒圓柱齒輪為研究對象,基于多項式代理模型,通過多島遺傳優(yōu)化算法反求齒面摩擦系數(shù)。為驗證該計算方法的合理性,將反求結(jié)果與其他研究者的計算結(jié)果進行對比。主要研究內(nèi)容包括:(1)齒輪幾何模型與有限元模型。基于齒輪嚙合原理與展成加工方法編程計算齒廓曲線,提取齒廓曲線關(guān)鍵點坐標,利用MATLAB與ANSYS/APDL聯(lián)合仿真實現(xiàn)齒輪的參數(shù)化建模。選擇合適的單元類型,設置實常數(shù)和材料參數(shù),進行網(wǎng)格劃分。根據(jù)實際工況施加邊界約束及載荷,建立齒輪有限元模型。(2)齒根彎曲應力的有限元計算與動態(tài)測試。對有限元模型施加線均布載荷,得到不同加載點沿齒寬方向齒根危險截面處的應力分布。通過電封閉齒輪試驗臺,分別測量從動齒輪的齒根彎曲應力及轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩,并將齒根彎曲應力的仿真結(jié)果與試驗結(jié)果對比。比較表明,上雙嚙區(qū)和下雙嚙區(qū)中,齒根應力測試結(jié)果比有限元計算結(jié)果略大,均值偏差在10%以內(nèi);同時,試驗測出的單嚙區(qū)寬度比仿真計算結(jié)果略大。(3)基于多項式代理模型的齒面摩擦系數(shù)反求。利用Isight優(yōu)化包以有限元法計算得到的齒根彎曲應力為參考數(shù)據(jù),求出齒面摩擦系數(shù)代理模型。選用三次多項式代理模型并對其進行評估,初步驗證代理模型的可行性。根據(jù)多項式代理模型和試驗測得的應力值建立目標函數(shù),基于多島遺傳優(yōu)化算法反求單嚙上界點的摩擦系數(shù);同理得到整個嚙合面上的摩擦系數(shù)值。將計算結(jié)果與其他學著的研究成功比較,二者的變化趨勢具有較好的一致性。(4)不同工況下齒面摩擦系數(shù)的計算。比較同轉(zhuǎn)矩不同轉(zhuǎn)速和同轉(zhuǎn)速不同轉(zhuǎn)矩條件下的齒面摩擦系數(shù)的變化規(guī)律。不計溫度和傳動誤差的影響,得到單嚙上界點的摩擦系數(shù);摩擦系數(shù)隨著轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的增加均有不同程度的增大。
【關(guān)鍵詞】：齒輪傳動 齒根彎曲應力 多項式代理模型 多島遺傳算法 摩擦系數(shù)反求
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-16
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 代理模型與齒輪摩擦系數(shù)計算方法研究13-15
• 1.2.1 代理模型研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 齒輪摩擦系數(shù)計算方法研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 主要研究內(nèi)容15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第2章 齒輪幾何模型與有限元建模16-21
• 2.1 引言16
• 2.2 齒形計算與齒輪幾何模型16-18
• 2.2.1 漸開線與過渡曲線方程17-18
• 2.2.2 齒輪幾何模型18
• 2.3 齒輪有限元建模18-20
• 2.3.1 單元類型與材料參數(shù)19
• 2.3.2 網(wǎng)格劃分及邊界約束19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第3章 齒根彎曲應力有限元仿真與測試21-33
• 3.1 引言21
• 3.2 齒根彎曲應力有限元仿真21-24
• 3.2.1 齒輪有限元模型加載21-23
• 3.2.2 有限元仿真結(jié)果分析23-24
• 3.3 齒根彎曲應力測試24-29
• 3.3.1 齒根應力測試原理24-26
• 3.3.2 輸入 /輸出軸轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩測試26-28
• 3.3.3 齒根應變測試28-29
• 3.4 仿真與測試結(jié)果對比分析29-31
• 3.4.1 試驗測試結(jié)果29-30
• 3.4.2 仿真與測試結(jié)果對比30-31
• 3.5 本章小結(jié)31-33
• 第4章 基于多項式代理模型的齒面摩擦系數(shù)反求33-44
• 4.1 引言33
• 4.2 齒輪代理模型的構(gòu)建33-37
• 4.2.1 試驗設計方法33-34
• 4.2.2 代理模型構(gòu)造方法34-36
• 4.2.3 多項式代理模型評估36-37
• 4.3 齒面摩擦系數(shù)反求37-43
• 4.3.1 多島遺傳優(yōu)化算法37-39
• 4.3.2 單嚙上界點摩擦系數(shù)反求39-40
• 4.3.3 齒面摩擦系數(shù)反求結(jié)果及分析40-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 第5章 不同工況下單嚙上界點摩擦系數(shù)反求44-51
• 5.1 引言44
• 5.2 不同工況下單嚙上界點摩擦系數(shù)計算44-50
• 5.2.1 相同轉(zhuǎn)矩不同轉(zhuǎn)速下的摩擦系數(shù)44-47
• 5.2.2 相同轉(zhuǎn)速不同轉(zhuǎn)矩下的摩擦系數(shù)47-50
• 5.3 本章小結(jié)50-51
• 總結(jié)與展望51-53
• 參考文獻53-57
• 致謝57-58
• 附錄A（攻讀學位期間學術(shù)論文發(fā)表及項目研究情況）58

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  本文關(guān)鍵詞：基于多項式代理模型的齒面摩擦系數(shù)計算方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：251247