【摘要】：漸開線齒輪是應(yīng)用最為廣泛的傳動(dòng)方式,齒面磨損則是其主要的失效形式。特別潤滑不良時(shí),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(dòng)失效。本文以標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪為對(duì)象,研究考慮齒面閃溫的粘著磨損數(shù)值計(jì)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(jì)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(jì)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(duì)齒面閃溫的影響。(2)考慮齒面閃溫效應(yīng)的齒輪動(dòng)力學(xué)建模。分析齒輪動(dòng)力學(xué)的建模方法與激勵(lì)類型,基于集中質(zhì)量法建立含齒側(cè)間隙、誤差激勵(lì)、時(shí)變嚙合剛度的直齒傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)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(dòng)力學(xué)模型,并對(duì)其進(jìn)行無量綱化處理。(3)考慮齒面閃溫的齒輪動(dòng)力學(xué)方程耦合求解。在分析齒輪動(dòng)力學(xué)方程常用求解方法的基礎(chǔ)上,針對(duì)上述齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的非線性、強(qiáng)耦合特性,采用4～5階自適應(yīng)變步長的Runge-Kutta法進(jìn)行求解�？紤]到齒面閃溫計(jì)算模型與齒輪動(dòng)力學(xué)模型的周期不一致,同時(shí)考慮到齒面閃溫模型與齒輪動(dòng)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(shí)需要特別注意,求解得到動(dòng)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(jì)算方法�；贖ertz接觸理論計(jì)算齒面平均接觸應(yīng)力,采用單點(diǎn)觀測法計(jì)算接觸點(diǎn)對(duì)間的相對(duì)滑移距離。根據(jù)Archard磨損模型,計(jì)算準(zhǔn)靜態(tài)載荷下不考慮閃溫的齒面磨損量和動(dòng)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(duì)齒面磨損量的影響,結(jié)果表明,增大模數(shù)、壓力角、傳動(dòng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH132.41
【圖文】：

式（２．１８）中，ｆｅ［０，Ｔ］，Ｔ為單個(gè)輪齒嚙合時(shí)間，即單個(gè)輪齒從進(jìn)入嚙合到脫開逡逑嚙合所經(jīng)歷的時(shí)間，由定義可知，從嚙入點(diǎn)負(fù)到嚙出點(diǎn)負(fù)的時(shí)間即為單個(gè)輪齒逡逑嚙合時(shí)間。要求Ｔ，需先對(duì)嚙合點(diǎn)Ｃ進(jìn)行速度分析，如圖２．４所示，對(duì)點(diǎn)Ｃ進(jìn)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(diǎn)速度沿嚙合線方向分量為常量，即為勻速運(yùn)動(dòng)，且速逡逑度大小為Ｇ）ｉｍ，則可通過此速度來計(jì)算單個(gè)輪齒嚙合時(shí)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(gè)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓力角均不同，則嚙合點(diǎn)ｃ所對(duì)應(yīng)的主從逡逑動(dòng)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(dòng)齒輪在Ｃ點(diǎn)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(diǎn)Ｃ處主從動(dòng)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(dòng)齒輪的絕對(duì)速度及兩者的相對(duì)逡逑滑動(dòng)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(shí)，相逡逑對(duì)滑動(dòng)速度較大；當(dāng)嚙合點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)重合時(shí)

逡逑如圖２．９所示，主動(dòng)齒輪在嚙入和嚙出位置，齒面閃溫值較高，當(dāng)嚙合點(diǎn)從逡逑嚙入位置（即主動(dòng)齒輪齒根處）移動(dòng)到節(jié)點(diǎn)周圍時(shí)，齒面閃溫持續(xù)降低，而在節(jié)逡逑點(diǎn)附近的閃溫達(dá)到極小值，當(dāng)嚙合點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)周圍移動(dòng)到嚙出位置時(shí)，閃溫值逐漸逡逑增大，在嚙出位置（即主動(dòng)齒輪齒頂處）時(shí)，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(shí)，齒頂逡逑和齒根處兩齒面間的相對(duì)滑動(dòng)率最大，摩擦也最大，導(dǎo)致齒面閃溫增大；而在節(jié)逡逑點(diǎn)處兩齒面間的滑動(dòng)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(dòng)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(hào)：2731603