【摘要】：漸開線齒輪是應(yīng)用最為廣泛的傳動方式,齒面磨損則是其主要的失效形式。特別潤滑不良時,齒面摩擦引起的局部高溫極易導(dǎo)致膠合即劇烈粘著磨損而導(dǎo)致傳動失效。本文以標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪為對象,研究考慮齒面閃溫的粘著磨損數(shù)值計算方法。主要研究內(nèi)容為:(1)齒面閃溫模型的建立與分析。在分析熱變形計算方法與材料熱膨脹系數(shù)的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)漸開線齒面熱變形計算方程�；贐lok閃溫理論建立齒面閃溫模型,研究閃溫引起嚙合剛度的變化規(guī)律,分析齒形參數(shù)和工作參數(shù)對齒面閃溫的影響。(2)考慮齒面閃溫效應(yīng)的齒輪動力學(xué)建模。分析齒輪動力學(xué)的建模方法與激勵類型,基于集中質(zhì)量法建立含齒側(cè)間隙、誤差激勵、時變嚙合剛度的直齒傳動系統(tǒng)動力學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出考慮齒面閃溫的齒輪系統(tǒng)動力學(xué)模型,并對其進行無量綱化處理。(3)考慮齒面閃溫的齒輪動力學(xué)方程耦合求解。在分析齒輪動力學(xué)方程常用求解方法的基礎(chǔ)上,針對上述齒輪系統(tǒng)動力學(xué)模型的非線性、強耦合特性,采用4～5階自適應(yīng)變步長的Runge-Kutta法進行求解。考慮到齒面閃溫計算模型與齒輪動力學(xué)模型的周期不一致,同時考慮到齒面閃溫模型與齒輪動力學(xué)模型之間采用的周期不一致,指出在求解齒輪系統(tǒng)時需要特別注意,求解得到動態(tài)嚙合力。(4)考慮齒面閃溫的漸開線齒輪粘著磨損數(shù)值計算方法�；贖ertz接觸理論計算齒面平均接觸應(yīng)力,采用單點觀測法計算接觸點對間的相對滑移距離。根據(jù)Archard磨損模型,計算準(zhǔn)靜態(tài)載荷下不考慮閃溫的齒面磨損量和動態(tài)載荷下考慮閃溫的齒面磨損量。分析齒形參數(shù)和工作參數(shù)對齒面磨損量的影響,結(jié)果表明,增大模數(shù)、壓力角、傳動比、齒寬或者減小輸入扭矩均可使得齒面磨損量減小。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH132.41
【圖文】：

式（２．１８）中，ｆｅ［０，Ｔ］，Ｔ為單個輪齒嚙合時間，即單個輪齒從進入嚙合到脫開逡逑嚙合所經(jīng)歷的時間，由定義可知，從嚙入點負(fù)到嚙出點負(fù)的時間即為單個輪齒逡逑嚙合時間。要求Ｔ，需先對嚙合點Ｃ進行速度分析，如圖２．４所示，對點Ｃ進行逡逑速度分解得到沿嚙合線方向的齒面法向速度和垂直嚙合線方向的切線滑移速逡逑度ｖｅｉａ（ｖｃｉａ＝ｖｉ0）），其中ｖｃｉｆｌ可通過式（２．１９）求得：逡逑ｙ逡逑ｖｃｉａ邋＝邋＾ｃｉ邋ｓ＾Ｃ３１＂０００８邋￣）邐（２．１９）逡逑則齒面法向速度Ｖｃｌｚ為逡逑ｎ，逡逑ｖｃｉ／邋＝邋°＼ｒ0ｘ邋■邐＝邋°＼ｒｃｘ邋？—邋＝邋Ｗｕ邐（２．２０）逡逑此推導(dǎo)表明，Ｃ點速度沿嚙合線方向分量為常量，即為勻速運動，且速逡逑度大小為Ｇ）ｉｍ，則可通過此速度來計算單個輪齒嚙合時間Ｔ，如式（２．２１）逡逑（２．２１）逡逑ｍｉ逡逑由于漸開線齒廓上每個點所對應(yīng)的壓力角均不同，則嚙合點ｃ所對應(yīng)的主從逡逑動齒廓壓力角為：逡逑／邋＼逡逑ｏｒａ（0邋＝邋ａｒｃｃｏｓ邋—邐（２．２２）逡逑ＵＪ逡逑主從動齒輪在Ｃ點處的切線滑移速度ｖ辦）為：逡逑＇邋0）＝吼■⑴邋ｓｉｎ0ｒｉ邋⑴）邐（２．２３）逡逑由漸開線的性質(zhì)，其嚙合點Ｃ處主從動齒輪的齒廓曲率半徑可表示為：逡逑ＰａｉＯ邋＝邋＾（0ｓｉｎ（ａＣＩ．（０）邐（２．２４）逡逑由式（２．２３）可推導(dǎo)出在任意嚙合位置主、從動齒輪的絕對速度及兩者的相對逡逑滑動速度，如圖２．５所示。從圖中可以看到，當(dāng)輪齒處于嚙入或嚙出位置時，相逡逑對滑動速度較大；當(dāng)嚙合點與節(jié)點重合時

逡逑如圖２．９所示，主動齒輪在嚙入和嚙出位置，齒面閃溫值較高，當(dāng)嚙合點從逡逑嚙入位置（即主動齒輪齒根處）移動到節(jié)點周圍時，齒面閃溫持續(xù)降低，而在節(jié)逡逑點附近的閃溫達(dá)到極小值，當(dāng)嚙合點從節(jié)點周圍移動到嚙出位置時，閃溫值逐漸逡逑增大，在嚙出位置（即主動齒輪齒頂處）時，閃溫值達(dá)到峰值。逡逑結(jié)合圖２．６可以推斷，齒面閃溫與齒輪嚙合過程中兩齒面間的摩擦大小正相逡逑關(guān)：摩擦越大，齒面閃溫越高；摩擦越小，齒面閃溫越小。由于在嚙合時，齒頂逡逑和齒根處兩齒面間的相對滑動率最大，摩擦也最大，導(dǎo)致齒面閃溫增大；而在節(jié)逡逑點處兩齒面間的滑動率為零，則摩擦也最小，其齒面閃溫也為零。這一結(jié)果與齒逡逑輪嚙合中滑動率的變化規(guī)律一致。在齒輪系統(tǒng)中

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2731603