本文關(guān)鍵詞：基于熱流耦合的錐齒輪流場與溫度場仿真分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪傳動(dòng)以高傳動(dòng)效率與高靈活性已經(jīng)被廣泛運(yùn)用到工程機(jī)械、汽車、航空航天等重要領(lǐng)域。然而，在齒輪傳動(dòng)過程中，齒面的相對滑動(dòng)摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量，如果產(chǎn)生的熱不能快速的散發(fā)出去，則會(huì)引起齒輪箱內(nèi)的溫度急劇上升，會(huì)造成齒輪的膠合與點(diǎn)蝕等失效，也會(huì)改變潤滑油的物性參數(shù)，降低其潤滑、冷卻性能。齒輪箱的流場特性、齒輪幾何參數(shù)與載荷對齒輪溫度場有重要的影響，研究齒輪的流場與溫度場對潤滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與齒輪的熱設(shè)計(jì)具有重要意義。 本文部分內(nèi)容依托國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51075179）“多場耦合條件下混合動(dòng)力汽車動(dòng)力耦合器的設(shè)計(jì)理論與方法”，以動(dòng)力耦合器為例，對錐齒輪的流場與溫度場進(jìn)行研究，形成用于研究齒輪潤滑流場、輪齒對流換熱系數(shù)與齒輪溫度場的仿真分析方法。所包含的主要內(nèi)容如下： （1）對流體動(dòng)力學(xué)的計(jì)算方法進(jìn)行了簡單介紹，并通過對錐齒輪傳動(dòng)模型進(jìn)行簡化、劃分網(wǎng)格、設(shè)置邊界條件等建立了錐齒輪傳動(dòng)的熱流耦合仿真模型。 （2）從動(dòng)網(wǎng)格模型、收斂準(zhǔn)則以及熱流耦合分析流程三個(gè)方面分析了流動(dòng)傳熱的仿真方法�；谝呀�(jīng)建立的仿真模型，運(yùn)用Fluent軟件分析了不同潤滑油粘度下流體動(dòng)壓力以及不同轉(zhuǎn)速下流體速度的變化規(guī)律。結(jié)果表明流體的動(dòng)壓力隨潤滑油粘度的增大而增大，流體的速度也隨著轉(zhuǎn)速的增大而增大，并且流體動(dòng)壓力與速度的最大值均出現(xiàn)在輪齒嚙合處。 （3）形成了一種求解輪齒各表面對流換熱系數(shù)的方法。分析了齒輪箱體內(nèi)部熱量的傳遞路線與熱平衡過程，通過求解齒輪傳動(dòng)過程中的齒面相對滑動(dòng)速度、齒面接觸應(yīng)力以及滑動(dòng)摩擦系數(shù)等參數(shù)確定了摩擦產(chǎn)熱量及其分布規(guī)律。將傳熱模型與流體流動(dòng)模型結(jié)合起來，進(jìn)行了熱流耦合仿真分析，得到了輪齒各齒面與端面對流換熱系數(shù)的分布規(guī)律，并與經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行了對比。結(jié)果表明通過熱流耦合分析得到仿真結(jié)果可以更好的體現(xiàn)輪齒表面對流換熱系數(shù)的分布情況。 （4）總結(jié)了齒輪溫度場的分析方法與影響因素。依據(jù)熱流耦合分析得到的對流換熱系數(shù)，運(yùn)用Abaqus軟件建立溫度場的有限元仿真模型，，分析了齒寬、模數(shù)、變位系數(shù)以及載荷對溫度場的影響規(guī)律。結(jié)果表明齒輪幾何參數(shù)的改變尤其是齒寬以及載荷的改變均對輪齒的本體溫度有較大的影響。 （5）對全文進(jìn)行了總結(jié)，并指出了本文存在的不足之處。
【關(guān)鍵詞】：錐齒輪 熱流耦合 對流換熱 溫度場 有限元法
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究意義11
• 1.3 齒輪溫度場國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.4 齒輪對流換熱國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容16-18
• 第二章 錐齒輪熱流耦合仿真模型的建立18-28
• 2.1 流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法簡介18-22
• 2.1.1 流體域控制方程18-20
• 2.1.2 湍流模型20-22
• 2.1.3 兩相流模型22
• 2.2 熱流耦合仿真模型的建立22-27
• 2.2.1 幾何模型的建立與簡化22-24
• 2.2.2 網(wǎng)格的劃分24-25
• 2.2.3 邊界條件與物性參數(shù)25-27
• 2.2.4 求解設(shè)置27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第三章 錐齒輪傳動(dòng)流場特性分析28-40
• 3.1 流體特性仿真分析方法28-32
• 3.1.1 動(dòng)網(wǎng)格模型28-29
• 3.1.2 收斂準(zhǔn)則29-31
• 3.1.3 熱流耦合分析流程31-32
• 3.2 計(jì)算假設(shè)32-33
• 3.3 不同潤滑油粘度下的流場壓力分析33-35
• 3.4 不同轉(zhuǎn)速下的流場速度分析35-38
• 3.5 本章小結(jié)38-40
• 第四章 錐齒輪對流換熱分析40-58
• 4.1 熱平衡過程40-41
• 4.2 散熱計(jì)算41-48
• 4.2.1 相對滑動(dòng)速度41-43
• 4.2.2 考慮油膜作用下的齒面接觸應(yīng)力43-45
• 4.2.3 滑動(dòng)摩擦系數(shù)的確定45-46
• 4.2.4 摩擦熱流量46-48
• 4.3 輪齒對流換熱系數(shù)分析48-52
• 4.3.1 齒輪齒面對流換熱系數(shù)49-50
• 4.3.2 齒輪端面對流換熱系數(shù)50-52
• 4.4 結(jié)果對比52-56
• 4.5 本章小結(jié)56-58
• 第五章 錐齒輪溫度場影響規(guī)律分析58-66
• 5.1 齒輪溫度場的分析方法58-59
• 5.2 輪齒齒寬與模數(shù)對齒輪溫度場的影響59-63
• 5.2.1 齒寬的影響60-62
• 5.2.2 模數(shù)的影響62-63
• 5.3 變位系數(shù)對齒輪溫度的影響63-64
• 5.4 載荷對齒輪溫度的影響64-65
• 5.4.1 轉(zhuǎn)速64
• 5.4.2 轉(zhuǎn)矩64-65
• 5.5 本章小結(jié)65-66
• 第六章 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 全文總結(jié)66-67
• 6.2 研究展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-76
• 作者簡介與參與項(xiàng)目76-78
• 致謝78

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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  本文關(guān)鍵詞：基于熱流耦合的錐齒輪流場與溫度場仿真分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：337495