【摘要】：齒輪系統(tǒng)的振動問題是齒輪系統(tǒng)動力學(xué)問題的關(guān)鍵內(nèi)容,如何盡可能的改善齒輪系統(tǒng)的振動性能一直以來都是各國學(xué)者的關(guān)注熱點和研究重點。影響齒輪系統(tǒng)振動特性的因素有很多,包含時變嚙合剛度,傳遞誤差,齒側(cè)間隙以及其他復(fù)雜的非線性因素。本文從表面微觀幾何輪廓的角度,探討了齒面微觀幾何輪廓對齒輪嚙合振動特性及潤滑性能的影響。首先分析了齒面微觀幾何輪廓對輪齒嚙合振動特性的影響,過程中以磨削加工和電化學(xué)光整加工得到兩種不同類型的表面,采用泰勒霍普森觸針式測量儀測量了兩類型表面相同截面位置的微觀幾何輪廓,并采用功率譜密度函數(shù)法分別計算求得了兩類型表面微觀幾何輪廓的分形維數(shù)及特征尺度。借助分形幾何理論以及Herz公式,建立了基于真實齒面微觀幾何輪廓的法向接觸阻尼的近似分形數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上,對比磨削加工和電化學(xué)光整加工所得齒面微觀幾何輪廓的分形參數(shù),分析了加工方法對齒面法向接觸阻尼特性的影響,并進一步研究了齒面法向接觸阻尼對齒輪嚙合振動特性的影響。結(jié)果表明:齒面微觀幾何形貌影響齒輪的嚙合振動;加工方法影響齒面法向接觸阻尼的變化率;與磨削加工相比,電化學(xué)光整加工齒面的法向接觸阻尼更大,可減小齒輪嚙合振動,有助于提高振動的穩(wěn)定性。其次探討了表面微觀幾何輪廓對潤滑油膜剛度及穩(wěn)定性的影響,過程中分別以電化學(xué)光整加工和磨削加工對相同直徑的軸頸表面進行處理,同樣采用泰勒霍普森測量儀測量了兩類型軸頸表面的微觀幾何輪廓,借助分形幾何理論分析表面微觀幾何輪廓的分形特征,并利用滑動軸承-轉(zhuǎn)子實驗平臺測量軸頸與軸瓦之間形成的動壓潤滑油膜厚度;在此基礎(chǔ)上,建立真實表面潤滑油膜厚度與剛度的近似數(shù)學(xué)關(guān)系,并結(jié)合ANSYS FLUENT仿真分析具有不同分形特征的表面微觀幾何輪廓對潤滑油膜動壓效應(yīng)的影響,以便研究相同載荷條件下油膜抵抗變形的能力。研究結(jié)果表明:經(jīng)電化學(xué)光整加工的軸頸表面,其表面微觀幾何輪廓的分形維數(shù)和特征尺度均小于磨削加工的軸頸表面,且其形成的油膜厚度更大,穩(wěn)定性更好,油膜厚度的穩(wěn)定性直接影響油膜剛度的穩(wěn)定性;此外,基于ANSYS FLUENT的仿真分析表明,降低表面微觀幾何輪廓的特征尺度增強了潤滑油膜的動壓效應(yīng),使油膜的承載能力增大,從而提高了相同條件下潤滑油膜抵抗變形的能力,油膜剛度增大。
【圖文】：

幾種典型的分形幾何圖形

不同分辨率下兩種加工方法所獲得表面的微觀形貌
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH132.41

【參考文獻】

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本文編號：2636706