本文關(guān)鍵詞：基于熱分析的1.5MW風(fēng)電齒輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵部件,其將風(fēng)載作用產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速,其性能的好壞直接決定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能的好壞。齒輪系統(tǒng)高速級(jí)齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度較快,載荷較重,齒輪熱平衡狀態(tài)對(duì)齒輪傳動(dòng)的振動(dòng)及失效有著重要的影響,故高速齒輪的設(shè)計(jì)中熱行為是必須考慮的因素。由于輪齒變形、熱變形及制造、安裝誤差等因素,在齒輪嚙合過(guò)程中不可避免產(chǎn)生振動(dòng)和沖擊,齒廓修形是優(yōu)化接觸、彌補(bǔ)誤差、降低振動(dòng)和沖擊的有效手段。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)本文基于有限元軟件建立了漸開(kāi)線直齒輪有限元模型,研究了齒輪的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)、瞬態(tài)溫度場(chǎng)分布及齒輪穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)隨功率、轉(zhuǎn)速、摩擦系數(shù)及潤(rùn)滑油溫度的變化規(guī)律。最后將熱場(chǎng)分析結(jié)果導(dǎo)入到結(jié)構(gòu)場(chǎng)求得了齒輪熱變形。(2)根據(jù)熱分析所得到結(jié)果,對(duì)冷態(tài)和熱態(tài)齒輪進(jìn)行靜態(tài)接觸分析,研究了在一個(gè)嚙合周期內(nèi)齒輪的接觸變形、接觸應(yīng)力的變化規(guī)律。并根據(jù)齒輪的轉(zhuǎn)角位移,計(jì)算了齒輪一個(gè)嚙合周期內(nèi)傳遞誤差和時(shí)變剛度。(3)利用冷態(tài)和熱態(tài)齒輪的接觸變形結(jié)果,對(duì)齒輪進(jìn)行齒頂修形。分析了不同修形量下齒輪溫度場(chǎng)及熱變形的變化,并且研究了修形后熱態(tài)齒輪接觸變形和接觸應(yīng)力變化情況,計(jì)算了修形后熱態(tài)齒輪一個(gè)嚙合周期內(nèi)傳遞誤差和時(shí)變剛度。(4)采用集中參數(shù)法建立直齒輪動(dòng)力學(xué)模型。將計(jì)算得到的修形前后傳遞誤差和時(shí)變剛度代入到模型中,基于Matlab編程對(duì)動(dòng)力學(xué)微分方程進(jìn)行求解,得到齒輪修形前后動(dòng)態(tài)響應(yīng)。齒輪受熱變形降低了齒輪動(dòng)力學(xué)性能,齒廓修形可以提高齒輪動(dòng)力學(xué)性能,考慮熱變形下的修形量提升效果要比不考慮熱變形下的提升效果明顯。本文通過(guò)數(shù)值模擬方法研究了齒廓修形前后齒輪熱行為、接觸行為及動(dòng)力學(xué)性能的變化,研究結(jié)果可以為齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。
【關(guān)鍵詞】：齒輪溫度場(chǎng) 熱變形 齒廓修形 振動(dòng)響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH132.41;TM315
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11-15
• 1.2.1 齒輪參數(shù)化建模研究動(dòng)態(tài)12
• 1.2.2 齒輪溫度場(chǎng)研究動(dòng)態(tài)12-13
• 1.2.3 齒輪接觸分析及修形研究動(dòng)態(tài)13-14
• 1.2.4 齒輪嚙合剛度研究動(dòng)態(tài)14
• 1.2.5 齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究動(dòng)態(tài)14-15
• 1.3 本文研究主要內(nèi)容15-16
• 第2章 漸開(kāi)線直齒輪溫度場(chǎng)有限元分析16-37
• 2.1 直齒輪參數(shù)化建模16-21
• 2.1.1 漸開(kāi)線直齒輪參數(shù)方程建立16-18
• 2.1.2 直齒輪齒根過(guò)度曲線參數(shù)方程建立18-19
• 2.1.3 齒輪參數(shù)化模型建立實(shí)例19-21
• 2.2 齒輪熱分析微分方程及邊界條件21-23
• 2.2.1 齒輪熱分析微分方程21
• 2.2.2 齒輪熱分析邊界條件21-23
• 2.3 齒輪對(duì)流傳熱及摩擦熱分析23-25
• 2.3.1 齒輪對(duì)流傳熱分析23-24
• 2.3.2 摩擦熱流量分析24-25
• 2.4 齒輪穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)有限元分析25-32
• 2.4.1 齒輪溫度場(chǎng)有限元分析方法25-26
• 2.4.2 單齒溫度場(chǎng)有限元分析26-28
• 2.4.3 齒輪溫度場(chǎng)影響因素分析28-32
• 2.4.4 多對(duì)齒輪溫度場(chǎng)分析32
• 2.5 齒輪瞬態(tài)溫度場(chǎng)有限元分析32-34
• 2.6 齒輪熱變形分析34-36
• 2.7 本章小結(jié)36-37
• 第3章 漸開(kāi)線直齒輪熱彈耦合接觸分析37-53
• 3.1 齒輪接觸分析理論37-40
• 3.2 有限元接觸分析理論40-42
• 3.2.1 接觸分析有限元模型40-41
• 3.2.2 ANSYS接觸算法41-42
• 3.3 直齒輪熱彈接觸有限元模型42-44
• 3.3.1 直齒輪有限元分析模型建立43
• 3.3.2 齒輪副接觸對(duì)建立43
• 3.3.3 有限元模型加載43-44
• 3.4 直齒輪熱彈變形分析44-47
• 3.5 直齒輪熱彈接觸應(yīng)力分析47-49
• 3.6 齒輪靜態(tài)傳動(dòng)誤差和嚙合剛度分析49-52
• 3.6.1 靜態(tài)傳遞誤差分析49-51
• 3.6.2 時(shí)變嚙合剛度分析51-52
• 3.7 本章小結(jié)52-53
• 第4章 漸開(kāi)線直齒輪修形研究53-64
• 4.1 齒輪修形原理53-56
• 4.1.1 齒輪嚙合傳動(dòng)特性53-55
• 4.1.2 齒輪修形方法55
• 4.1.3 齒頂修形齒廓方程55-56
• 4.2 考慮修形的齒輪熱分析56-59
• 4.2.1 考慮修形溫度場(chǎng)分析57-58
• 4.2.2 考慮修形的熱變形分析58-59
• 4.3 考慮修形的接觸分析59-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第5章 漸開(kāi)線直齒輪動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析64-72
• 5.1 齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型建立64-66
• 5.1.1 直齒輪系統(tǒng)微分方程64-65
• 5.1.2 齒輪微分方程求解方法65-66
• 5.2 齒輪系統(tǒng)激勵(lì)分析66-67
• 5.2.1 嚙合傳遞誤差激勵(lì)66
• 5.2.2 時(shí)變剛度激勵(lì)66
• 5.2.3 嚙合阻尼66-67
• 5.2.4 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和質(zhì)量確定67
• 5.3 直齒輪動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析67-71
• 5.3.0 位移響應(yīng)分析67-69
• 5.3.1 加速度響應(yīng)分析69-70
• 5.3.2 嚙合力響應(yīng)分析70-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 第6章 結(jié)論與展望72-74
• 6.1 結(jié)論72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 在學(xué)研究成果77-78
• 致謝78

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于熱分析的1.5MW風(fēng)電齒輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：310669