隨著齒輪傳動向著高速、重載、精密、高效、低噪聲方向發(fā)展,制造業(yè)對齒輪的設(shè)計和強度提出了更高的要求。齒面摩擦特性的研究對于減少摩擦損失、增大齒輪承載能力、改善系統(tǒng)傳動性能等具有顯著的意義。本文首先比較了齒輪傳動齒面摩擦的主要計算方法,在此基礎(chǔ)上,對齒輪傳動的摩擦多性態(tài)過程進行建模。基于自研的齒輪傳動實驗臺,測量齒輪傳動過程中齒面上采樣點的應(yīng)力和應(yīng)變。根據(jù)齒輪展成加工原理推導出比較精確的齒廓曲線;采用APDL和MATLAB混合建模方法,創(chuàng)建了比較精確的輪齒幾何模型。對齒輪強度分析的有限元精確建模中若干技術(shù)環(huán)節(jié)進行了探討:（1）基于齒輪整體模型的“位移補償”法和應(yīng)力與形變等效原理的“有效邊界”法,對齒輪有限元邊界條件進行了論證,較精確的“有效邊界”范圍大致為:周向跨齒大于等于3,模厚比大于3;（2）網(wǎng)格密度對齒輪強度的仿真結(jié)果有一定的影響,有必要考慮包括舍入誤差在內(nèi)的計算誤差;（3）基于五齒平面模型,進行剛度計算,計算出齒根危險截面的載荷歷程�；诒容^精確的有限元分析模型,對不同工況下輪齒強度模擬計算時所施加的荷載類型及其對計算結(jié)果的影響進行較深入的探索:從靜態(tài)/準靜態(tài)荷載和動態(tài)接觸的算法機... 

【文章來源】：湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 齒面摩擦研究意義及現(xiàn)狀
        1.1.1 齒面摩擦研究的意義
        1.1.2 齒面摩擦研究現(xiàn)狀
    1.2 齒輪傳動齒面摩擦計算方法
        1.2.1 基于彈流潤滑理論的齒面摩擦計算方法
        1.2.2 基于摩擦特性實驗的齒面摩擦計算方法
    1.3 本文課題背景及主要研究內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第2章 實驗方案設(shè)計及特征參數(shù)提取
    2.1 齒輪傳動的多性態(tài)建模
    2.2 關(guān)鍵摩擦特征參數(shù)提取的實驗原理
    2.3 齒輪傳動測試實驗裝置
    2.4 實驗特征參數(shù)的提取
    2.5 本章小結(jié)
第3章 齒廓曲線方程的求解與齒輪參數(shù)化建模
    3.1 基于磨前滾刀加工的齒廓曲線求解
        3.1.1 磨前滾刀結(jié)構(gòu)分析
        3.1.2 平面坐標系變換
        3.1.3 齒輪齒廓曲線方程求取
        3.1.4 多段共軛曲線的數(shù)值合成
    3.2 APDL與MATLAB混合建模方法
    3.3 輪齒幾何模型
    3.4 本章小結(jié)
第4章 齒輪有限元建模主要技術(shù)環(huán)節(jié)研究
    4.1 齒輪有限元建模中邊界范圍與網(wǎng)格密度的研究
        4.1.1 基于齒輪整體分析的“位移補償”法
        4.1.2 基于應(yīng)力與形變等效原理的“有效邊界”法
        4.1.3 網(wǎng)格密度對輪齒強度數(shù)值模擬的影響
    4.2 嚙合剛度計算
    4.3 載荷歷程計算
        4.3.1 載荷分配系數(shù)計算
        4.3.2 載荷歷程的求解
    4.4 本章小結(jié)
第5章 齒輪強度數(shù)值仿真技術(shù)及方法研究
    5.1 齒輪強度數(shù)值仿真技術(shù)概述
    5.2 靜載/準靜態(tài)荷載下齒輪強度分析
        5.2.1 彈性力學問題基本算法原理
        5.2.2 齒輪靜力學分析有效荷載
        5.2.3 齒輪靜態(tài)/準靜態(tài)分析前處理及相關(guān)參數(shù)控制
    5.3 動態(tài)接觸荷載下齒輪強度分析
        5.3.1 齒輪動態(tài)接觸的有限元分析算理
        5.3.2 齒輪動態(tài)接觸分析的有效荷載
        5.3.3 嚙合齒對動態(tài)接觸分析前處理及相關(guān)參數(shù)控制
    5.4 數(shù)值模擬計算結(jié)果及分析
    5.5 計入摩擦的正問題模型
    5.6 本章小結(jié)
第6章 摩擦因數(shù)的反求計算
    6.1 參數(shù)反求流程
    6.2 遺傳算法
    6.3 基本遺傳算子
        6.3.1 編碼
        6.3.2 選擇
        6.3.3 交叉
        6.3.4 變異
        6.3.5 小生境技術(shù)
        6.3.6 適應(yīng)度函數(shù)
    6.4 遺傳算法基本控制參數(shù)的選擇
    6.5 隔代映射小種群遺傳算法
    6.6 摩擦因數(shù)的反求計算
        6.6.1 敏感性分析
        6.6.2 搜索范圍對摩擦因數(shù)反求的影響
        6.6.3 交叉概率對摩擦因數(shù)反求的影響
        6.6.4 不同的潤滑條件下摩擦因數(shù)的反求
    6.7 反求結(jié)果分析
    6.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學位期間學術(shù)論文發(fā)表及項目研究情況
附錄B 部分反求程序


【參考文獻】：
期刊論文
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[7]齒根應(yīng)力與輪齒彈性變形的計算方法進展與比較研究[J]. 周長江,唐進元,吳運新.  機械傳動. 2004(05)
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博士論文
[1]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的薄板沖壓成形中的反演問題研究[D]. 韓利芬.湖南大學 2006
[2]漸開線齒輪傳動的混合彈流潤滑研究[D]. 高創(chuàng)寬.太原理工大學 2005

碩士論文
[1]齒輪應(yīng)力與變形精確分析中的有限元建模研究[D]. 周長江.中南大學 2004



本文編號：3201746