本文關(guān)鍵詞：漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪粗糙度系數(shù)的理論研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現(xiàn)行齒輪傳動(dòng)接觸疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)原則是采用僅適用于光滑齒面接觸的赫茲(Hertz)理論。雖然在漸開(kāi)線圓柱齒輪承載能力計(jì)算國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO/6336:1996)以及相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB3840-1997)中均對(duì)該原則推薦了粗糙度系數(shù)，但該系數(shù)只是基于少數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果外推而來(lái)的，具有一定的局限性。本項(xiàng)研究旨在以大量的實(shí)測(cè)粗糙度數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，最終提出適用各種工況條件的齒面粗糙度系數(shù)的理論公式。 本文在應(yīng)用表面輪廓測(cè)量?jī)x實(shí)測(cè)了具有橫向條紋的表面粗糙輪廓的基礎(chǔ)上，利用傅里葉非線性變換構(gòu)造了粗糙度函數(shù)并將此函數(shù)疊加到油膜厚度方程中，建立起混合熱彈流潤(rùn)滑數(shù)值計(jì)算模型。在保持齒輪傳動(dòng)參數(shù)和潤(rùn)滑油參數(shù)固定不變的前提下，應(yīng)用多重網(wǎng)格法等計(jì)算技術(shù)，通過(guò)改變齒面粗糙度數(shù)值，對(duì)輕、中、重載三種工況共進(jìn)行了400組混合熱彈流潤(rùn)滑數(shù)值計(jì)算，定量分析了粗糙度對(duì)齒面油膜厚度、接觸應(yīng)力的影響，并針對(duì)不同載荷狀態(tài)，建立了相應(yīng)的粗糙度系數(shù)的計(jì)算公式。分析、總結(jié)本文研究結(jié)果，可得如下結(jié)論： (1)由于橫向粗糙條紋的“泵效應(yīng)”，橫向條紋粗糙齒面油膜厚度hav,r大于光滑齒面的膜厚值hav,s，且粗糙度越大、載荷越重，二者之間的差異就越大。 (2)與光滑齒面接觸相比，粗糙齒面壓力分布和油膜厚度會(huì)出現(xiàn)明顯波動(dòng)；同時(shí)，接觸區(qū)次表面主剪應(yīng)力分布會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，且隨著載荷或粗糙度的增大，這種波動(dòng)和應(yīng)力集中現(xiàn)象不斷趨于劇烈。 (3)在重載工況下，隨著粗糙度或載荷的增大，接觸區(qū)次表面主剪應(yīng)力最大值的位置逐漸向齒面方向移動(dòng)，這更易造成齒面疲勞失效。 (4)對(duì)于中、重載齒輪傳動(dòng)，隨著σ的增大，τmax,r先減小后增大，這意味著并非粗糙度越小，接觸應(yīng)力就越低。而在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO/6336:1996)以及相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB3840-1997)中所推薦的粗糙度系數(shù)Z r卻是隨粗糙度呈單調(diào)變化，即粗糙度越小，齒輪傳動(dòng)疲勞壽命就越長(zhǎng)。因此，系數(shù)Z r的科學(xué)性值得商榷。 (5)齒面粗糙度對(duì)輪齒接觸應(yīng)力具有明顯影響。對(duì)工業(yè)企業(yè)中常用的中、重載齒輪傳動(dòng)而言，當(dāng)σ≤0.3(μm)時(shí)，，粗糙齒面接觸應(yīng)力僅比光滑齒面的相應(yīng)值大5%左右；但當(dāng)σ=0.515(μm)時(shí),前者比后者約大15-20%。這說(shuō)明，將赫茲理論作為齒輪接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)的做法有失安全性。 (6)運(yùn)用多元回歸理論，針對(duì)輕、中、重載三種齒輪傳動(dòng)，分別建立了齒面粗糙度系數(shù)的理論計(jì)算公式。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)是基于實(shí)測(cè)所得的粗糙度數(shù)據(jù)，通過(guò)大量計(jì)算建立了不同工況條件下齒面粗糙度系數(shù)的理論公式。不足之處是當(dāng)粗糙度σ較大時(shí)，數(shù)值計(jì)算收斂困難，導(dǎo)致在本研究中粗糙度σ的取值范圍受到較大局限。
【關(guān)鍵詞】：齒輪傳動(dòng) 接觸應(yīng)力 橫向粗糙條紋 粗糙度系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-8
• 符號(hào)說(shuō)明8-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 引言12
• 1.2 彈流潤(rùn)滑理論發(fā)展闡述12
• 1.3 彈流潤(rùn)滑數(shù)值計(jì)算方法12-14
• 1.4 齒輪傳動(dòng)的非穩(wěn)態(tài)效應(yīng)14-15
• 1.5 齒輪傳動(dòng)的粗糙度效應(yīng)15-16
• 1.6 本文的研究?jī)?nèi)容16-18
• 第二章 研究模型與基本方程的建立18-36
• 2.1 齒輪研究模型的建立18-22
• 2.2 基本方程22-31
• 2.3 基本方程的量綱一化31-36
• 第三章 混合熱彈流潤(rùn)滑的數(shù)值解法36-54
• 3.1 多重網(wǎng)格法對(duì)壓力分布的計(jì)算36-43
• 3.1.1 工作原理的闡述36-38
• 3.1.2 基本方程的離散及相應(yīng)的缺陷方程38-41
• 3.1.3 每層網(wǎng)格中的壓力松弛41-43
• 3.1.4 載荷方程的應(yīng)用43
• 3.2 多重網(wǎng)格積分法43-47
• 3.2.1 多重網(wǎng)格積分法原理43-44
• 3.2.2 彈性變形方程的求解44-46
• 3.2.3 多重網(wǎng)格積分法在多層網(wǎng)格上的操作46-47
• 3.3 逐列掃描法47-51
• 3.3.1 逐列掃描法的網(wǎng)格劃分原理47
• 3.3.2 逐列掃描法的具體應(yīng)用47-51
• 3.4 總體計(jì)算流程51-54
• 第四章 齒面粗糙度對(duì)熱彈流潤(rùn)滑的影響54-88
• 4.1 接觸區(qū)次表面應(yīng)力分布計(jì)算54-56
• 4.2 計(jì)算示例56-57
• 4.3 計(jì)算結(jié)果及其分析57-84
• 4.3.1 重載齒輪傳動(dòng)的計(jì)算結(jié)果57-61
• 4.3.2 重載齒輪傳動(dòng)計(jì)算結(jié)果分析61-69
• 4.3.3 中載齒輪傳動(dòng)計(jì)算結(jié)果69-74
• 4.3.4 中載齒輪傳動(dòng)計(jì)算結(jié)果分析74-77
• 4.3.5 輕載齒輪傳動(dòng)計(jì)算結(jié)果77-81
• 4.3.6 輕載齒輪傳動(dòng)計(jì)算結(jié)果分析81-84
• 4.4 計(jì)算結(jié)果回歸分析84-88
• 第五章 研究結(jié)論與展望88-90
• 5.1 主要研究成果88-89
• 5.2 今后研究工作展望89-90
• 參考文獻(xiàn)90-94
• 致謝94-96
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文96

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪粗糙度系數(shù)的理論研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：307585