齒輪的過盈配合具有結(jié)構(gòu)簡單、對(duì)中性好、承載能力大、耐沖擊性能好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于航空航天、軌道交通和工程機(jī)械等領(lǐng)域。然而,齒輪過盈裝配后,齒形會(huì)發(fā)生變化,會(huì)對(duì)齒輪的傳動(dòng)造成影響。目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)過盈裝配后齒輪的傳動(dòng)及嚙合特性的關(guān)注很少,因此,有必要開展過盈裝配后齒輪嚙合傳動(dòng)變化的研究。本論文以齒輪與軸的過盈配合模型為研究對(duì)象,研究過盈配合對(duì)齒輪的齒形、側(cè)隙、重合度、傳動(dòng)效率和嚙合線的影響。以拉美公式為基礎(chǔ),建立漸開線齒輪過盈裝配后接觸面壓力和齒輪徑向位移的解析模型,求解出配合面不發(fā)生塑性變形時(shí)的最大過盈量,并得到過盈配合后齒形變化量的計(jì)算公式;通過使用ANSYS對(duì)接觸應(yīng)力、徑向位移進(jìn)行仿真,驗(yàn)證解析式的正確性。同時(shí),研究了摩擦系數(shù)、過盈量等過盈配合參數(shù)對(duì)徑向位移和接觸面應(yīng)力的影響。在過盈量、齒面接觸應(yīng)力和齒輪徑向位移理論計(jì)算的基礎(chǔ)上,研究過盈配合對(duì)齒輪側(cè)隙的影響,考慮熱變形、潤滑油、軸承和彈性變形對(duì)側(cè)隙的影響,確定齒輪副最小側(cè)隙計(jì)算公式。研究過盈配合后齒輪重合度和傳動(dòng)效率的變化,并探究過盈量和摩擦系數(shù)對(duì)重合度、嚙合線長度及傳動(dòng)效率的影響。為了提高計(jì)算的準(zhǔn)確性和研究成果的通用性,本文基于MATLAB GUI開發(fā)一套計(jì)算系統(tǒng),該系統(tǒng)可完成過盈裝配應(yīng)力應(yīng)變、齒輪副側(cè)隙、齒輪副嚙合線長度、齒輪副重合度和傳動(dòng)效率的計(jì)算。通過本文工作的開展,得到了過盈配合后新的齒形坐標(biāo),分析了過盈配合對(duì)齒輪的嚙合傳動(dòng)的影響,進(jìn)一步揭示了嚙合傳動(dòng)特性隨參數(shù)的變化趨勢(shì),為過盈配合對(duì)齒輪的嚙合傳動(dòng)研究提供理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH132.41
【部分圖文】：

2 過盈配合對(duì)齒輪齒形及側(cè)隙的影響研究齒輪與軸過盈配合仿真分析在本例的齒輪與軸過盈配合接觸分析中，首先通過 SOLIDWORKS 齒輪與軸裝配三維模型，其次對(duì)材料參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，由于分格劃分和細(xì)節(jié)參數(shù)設(shè)定的影響，對(duì)模型進(jìn)行不同的網(wǎng)格尺寸劃分和最后選擇合適的網(wǎng)格劃分和理想的接觸參數(shù)。將齒輪和軸的裝配體整體接觸體，對(duì)接觸應(yīng)力及齒輪的徑向位移進(jìn)行分析。 有限元模型建立本文有限元仿真，運(yùn)用 ANSYS WORKBENCH 版本。通過 SOLIDW完成齒輪與軸過盈配合的建模，將模型導(dǎo)入 ANSYS Workbench 軟件分時(shí)選取標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格劃分。如圖 2.3 為齒輪與軸過盈配合有限元模型：

圖 2.4 齒輪與軸過盈配合接觸應(yīng)力分布 圖 2.5 齒輪與軸過盈配合徑向位移分布為了對(duì)齒輪與軸過盈配合的接觸應(yīng)力和徑向位移進(jìn)一步驗(yàn)證,特取軸徑aR=15mm,模數(shù) m=2mm,齒數(shù)分別為 z1=25，z2=30，z3=35，z4=45，z5=50 的斜齒輪，其結(jié)果對(duì)比如圖 2.6、圖 2.7 所示。25 30 35 40 45566472808896理論值仿真值觸應(yīng)力接σMP/a斜齒輪齒數(shù) z25 30 35 40 454.04.55.05.56.06.57.0理論值仿真值頂徑向位移齒u/mμ斜齒輪齒數(shù) z圖 2.6 不同斜齒輪接觸應(yīng)力對(duì)比圖 圖 2.7 不同斜齒輪齒頂圓的徑向位移

圖 2.4 齒輪與軸過盈配合接觸應(yīng)力分布 圖 2.5 齒輪與軸過盈配合徑向位移分布為了對(duì)齒輪與軸過盈配合的接觸應(yīng)力和徑向位移進(jìn)一步驗(yàn)證,特取軸徑aR=15mm,模數(shù) m=2mm,齒數(shù)分別為 z1=25，z2=30，z3=35，z4=45，z5=50 的斜齒輪，其結(jié)果對(duì)比如圖 2.6、圖 2.7 所示。25 30 35 40 45566472808896理論值仿真值觸應(yīng)力接σMP/a斜齒輪齒數(shù) z25 30 35 40 454.04.55.05.56.06.57.0理論值仿真值頂徑向位移齒u/mμ斜齒輪齒數(shù) z圖 2.6 不同斜齒輪接觸應(yīng)力對(duì)比圖 圖 2.7 不同斜齒輪齒頂圓的徑向位移
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本文編號(hào)：2841197