【摘要】： 螺旋錐齒輪作為機(jī)械裝備中的動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)傳遞裝置的關(guān)鍵零部件,廣泛應(yīng)用于汽車、航空、船舶等行業(yè)中,并朝著高速、重載的方向發(fā)展。螺旋錐齒輪的嚙合接觸沖擊特性和動(dòng)態(tài)接觸性能的好壞嚴(yán)重影響其整機(jī)的工作性能。本文從螺旋錐齒輪的嚙合原理、動(dòng)力學(xué)基本理論以及實(shí)際工況等幾個(gè)方面對螺旋錐齒輪動(dòng)態(tài)嚙合性能分析研究的必要性進(jìn)行了討論。 螺旋錐齒輪動(dòng)態(tài)嚙合問題是一個(gè)邊界條件高度非線性的接觸動(dòng)力學(xué)問題。本文根據(jù)接觸動(dòng)力學(xué)、顯式非線性有限元的基本理論和方法,提出了考慮慣性載荷的螺旋錐齒輪動(dòng)態(tài)嚙合分析有限元模型,并對有限元網(wǎng)格模型進(jìn)行了優(yōu)化,為客觀、準(zhǔn)確地分析螺旋錐齒輪的動(dòng)態(tài)嚙合性能提供了必要的準(zhǔn)備。研究表明,慣性載荷對螺旋錐齒輪動(dòng)態(tài)嚙合性能有顯著影響。 基于合理的有限元模型,對螺旋錐齒輪的嚙合接觸沖擊特性和動(dòng)態(tài)接觸性能進(jìn)行了深入研究。得到了螺旋錐齒輪動(dòng)態(tài)嚙合過程的嚙合接觸沖擊曲線,以及齒面接觸力、齒面接觸應(yīng)力、齒根彎曲應(yīng)力和輪齒接觸區(qū)等動(dòng)態(tài)接觸特性的變化規(guī)律。以轉(zhuǎn)速和負(fù)載兩個(gè)典型的工作條件因素為例,建立對比分析模型,研究轉(zhuǎn)速和負(fù)載對螺旋錐齒輪動(dòng)態(tài)嚙合性能的影響。轉(zhuǎn)速對螺旋錐齒輪動(dòng)態(tài)嚙合性能影響顯著,而負(fù)載對螺旋錐齒輪的動(dòng)態(tài)嚙合性能影響則跟轉(zhuǎn)速有關(guān)。 研究文獻(xiàn)表明,軸的變形對于螺旋錐齒輪強(qiáng)度有著明顯的影響。意外的軸變形將造成嚴(yán)重的邊緣載荷,將減少齒輪壽命,并產(chǎn)生噪音。因此,本文還研究了動(dòng)態(tài)嚙合過程中軸變形的變化規(guī)律,及其對螺旋錐齒輪動(dòng)態(tài)嚙合性能的影響。
【圖文】：

2)接觸一碰撞算法的有限元實(shí)現(xiàn)采用對稱罰函數(shù)法，對任一個(gè)從節(jié)點(diǎn)n，的計(jì)算步驟如下:①搜索與它最靠近的主節(jié)點(diǎn)m、(如圖2一2)，主節(jié)點(diǎn)m、周圍的主片是51、凡、S:、凡O圖2一2從節(jié)點(diǎn)與最近主節(jié)點(diǎn)的位置關(guān)系②檢查與主節(jié)點(diǎn)m*有關(guān)的所有主片，確定從節(jié)點(diǎn)ns穿透主表面時(shí)可能接觸的主片，如圖2一3。若主節(jié)點(diǎn)代與從節(jié)點(diǎn)n、不重合，當(dāng)滿足以下條件時(shí)，從節(jié)點(diǎn)可能與主面盡接觸。{(C，xs)· l(Cxs)xCi+l)>oxC*:)>o(2一3)代.(s式中，C和C+.是主面m、的兩條邊矢量;矢量S是矢量g在主面卜的投影，g為主節(jié)點(diǎn)指向從節(jié)點(diǎn)的矢量。

(2一4)討擊六(氛，叮·)·[‘一(氛，從)」=O式中，:為主面上任一點(diǎn)的位置矢量，如圖2一4所示。汽汽，聆聆圖2一4從節(jié)點(diǎn)與主片的關(guān)系④檢查從節(jié)點(diǎn)是否穿透主片:若‘一:「‘一:(氛.，:.習(xí)<0，則表示穿透;若‘全0，則沒有穿透，則不用作任何處理，，從節(jié)點(diǎn)n、的搜索結(jié)束。嘆是接觸點(diǎn)。(氛，叮。)處主片嘆的外法線單位矢量。③若從節(jié)點(diǎn)執(zhí)穿透主片凡，則在從節(jié)點(diǎn)從和接觸點(diǎn)。(氛
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH132.41

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