準(zhǔn)雙曲面齒輪建模與接觸疲勞分析
發(fā)布時(shí)間:2022-08-09 12:59
本文的工作是上汽通用五菱汽車股份有限公司課題“后橋總成可靠性及噪聲性能優(yōu)化研究”的重要組成部分。本文通過雨流計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)了微型轎車各工況實(shí)測(cè)載荷時(shí)間歷程,編制了后橋減速器總成的輸入扭矩載荷譜;建立了準(zhǔn)雙曲面齒輪三維模型,通過接觸有限元分析,將扭矩譜轉(zhuǎn)換成應(yīng)力譜;采用疲勞分析方法,進(jìn)行了準(zhǔn)雙曲面齒輪的接觸疲勞壽命分析。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)分析準(zhǔn)雙曲面齒輪的加工過程,計(jì)算準(zhǔn)雙曲面齒輪的切齒參數(shù),求解準(zhǔn)雙曲面齒輪的齒面方程,建立準(zhǔn)雙曲面齒輪的三維模型。(2)對(duì)微型轎車后橋減速器總成的主被動(dòng)齒輪(準(zhǔn)雙曲面齒輪副)各工況的輸入扭矩實(shí)測(cè)載荷譜進(jìn)行雨流計(jì)數(shù),用概率知識(shí)統(tǒng)計(jì)分析了各工況載荷幅值與均值的分布規(guī)律。(3)引入模糊綜合評(píng)判知識(shí),綜合考慮載荷譜編制的硬件條件、實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件、實(shí)驗(yàn)材料性能、載荷譜譜型等各個(gè)因素,充分發(fā)揮專家的經(jīng)驗(yàn)特長,計(jì)算出小載荷截除標(biāo)準(zhǔn)值。(4)研究各級(jí)路面載荷譜的譜型,在傳統(tǒng)的八級(jí)載荷譜編譜方法基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)載荷分級(jí),充分考慮載荷循環(huán)的位置,編制了考慮載荷順序效應(yīng)的載荷譜。(5)采用有限元法進(jìn)行準(zhǔn)雙曲面齒輪齒面接觸應(yīng)力的數(shù)值模擬,比較有限元計(jì)算結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果的差異,...
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 本文研究的目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究概況
1.2.1 疲勞載荷譜編制
1.2.2 隨機(jī)載荷作用下齒輪疲勞分析
1.3 本文研究的內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 準(zhǔn)雙曲面齒輪建模
2.1 準(zhǔn)雙曲面齒輪概述
2.1.1 準(zhǔn)雙曲面齒輪的幾何參數(shù)
2.1.2 準(zhǔn)雙曲面齒輪節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)
2.2 準(zhǔn)雙曲面齒輪齒面數(shù)學(xué)模型
2.2.1 切齒計(jì)算原理
2.2.2 大齒輪的齒面方程
2.2.3 小齒輪齒面方程
2.3 準(zhǔn)雙曲面齒輪切齒參數(shù)計(jì)算
2.3.1 成形法加工準(zhǔn)雙曲面齒輪大輪的切齒參數(shù)計(jì)算
2.3.2 刀傾法加工準(zhǔn)雙曲面齒輪小輪的切齒參數(shù)計(jì)算
2.4 三維建模
2.5 本章小結(jié)
第三章 隨機(jī)載荷的統(tǒng)計(jì)處理與載荷譜編制
3.1 實(shí)測(cè)載荷時(shí)間歷程分析統(tǒng)計(jì)
3.1.1 雙參數(shù)雨流計(jì)數(shù)法
3.1.2 單一工況載荷分布規(guī)律研究與檢驗(yàn)
3.1.2.1 單一工況載荷分布規(guī)律研究
3.1.2.2 幅值三參數(shù)威布爾分布檢驗(yàn)
3.1.2.3 均值正態(tài)分布檢驗(yàn)
3.1.3 多工況疲勞載荷的二維復(fù)合概率密度函數(shù)
3.2 小載荷截除方法的研究
3.2.1 模糊綜合評(píng)判理論基礎(chǔ)
3.2.2 小載荷截除模糊綜合評(píng)判體系的建立
3.2.2.1 建立因素集
3.2.2.2 建立評(píng)語集
3.2.2.3 建立單因素評(píng)價(jià)矩陣
3.2.2.4 建立權(quán)重系數(shù)集
3.2.2.5 模糊綜合評(píng)判
3.3 考慮載荷順序效應(yīng)的載荷譜編譜方法研究
3.3.1 載荷譜譜型的研究
3.3.2 考慮載荷順序的載荷譜編譜方法
3.3.2.1 確定載荷的分布類型
3.3.2.2 確定載荷譜的分級(jí)
3.3.2.3 各級(jí)載荷頻次的分配
3.3.2.4 順序載荷譜編制
3.4 準(zhǔn)雙曲面齒輪疲勞載荷譜的編制
3.4.1 截除小載荷
3.4.2 計(jì)算載荷幅值的極大值
3.4.3 計(jì)算載荷均值的最大值
3.4.4 載荷分級(jí)
3.4.5 載荷譜編譜
3.5 本章小結(jié)
第四章 載荷譜轉(zhuǎn)換
4.1 接觸應(yīng)力有限元分析
4.1.1 模型的網(wǎng)格劃分
4.1.2 齒面接觸分析
4.1.2.1 約束條件處理及載荷的施加
4.1.2.2 ANSYS 接觸算法、接觸參數(shù)和求解選項(xiàng)的確定
4.1.3 有限元分析與理論分析結(jié)果的比較
4.2 扭矩載荷譜轉(zhuǎn)換成齒輪齒面接觸應(yīng)力載荷譜
4.3 本章小結(jié)
第五章 隨機(jī)載荷作用下準(zhǔn)雙曲面齒輪壽命預(yù)測(cè)及分析
5.1 P-Sa-Sm-N 曲面方程的建立
5.2 疲勞累積損傷方法
5.2.1 一維Miner 理論及模糊Miner 法的建立
5.2.2 二維 Miner 理論及模糊 Miner 法的建立
5.3 疲勞壽命分析
5.3.1 準(zhǔn)雙曲面齒輪設(shè)計(jì)因素對(duì)疲勞壽命影響研究
5.3.1.1 應(yīng)力集中系數(shù)
5.3.1.2 尺寸系數(shù)
5.3.1.3 表面加工系數(shù)
5.3.1.4 載荷放大系數(shù)
5.3.2 準(zhǔn)雙曲面齒輪安裝誤差對(duì)接觸疲勞壽命的影響
5.3.2.1 安裝偏置對(duì)準(zhǔn)雙曲面齒輪疲勞壽命的影響
5.3.2.2 主動(dòng)傘齒輪齒輪安裝軸承的同軸度變化量對(duì)疲勞壽命的影響
5.3.2.3 差速器殼安裝軸承的撐開量對(duì)疲勞壽命的影響
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者攻碩士學(xué)位期間取得的成果
本文編號(hào):3672602
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 本文研究的目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究概況
1.2.1 疲勞載荷譜編制
1.2.2 隨機(jī)載荷作用下齒輪疲勞分析
1.3 本文研究的內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 準(zhǔn)雙曲面齒輪建模
2.1 準(zhǔn)雙曲面齒輪概述
2.1.1 準(zhǔn)雙曲面齒輪的幾何參數(shù)
2.1.2 準(zhǔn)雙曲面齒輪節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)
2.2 準(zhǔn)雙曲面齒輪齒面數(shù)學(xué)模型
2.2.1 切齒計(jì)算原理
2.2.2 大齒輪的齒面方程
2.2.3 小齒輪齒面方程
2.3 準(zhǔn)雙曲面齒輪切齒參數(shù)計(jì)算
2.3.1 成形法加工準(zhǔn)雙曲面齒輪大輪的切齒參數(shù)計(jì)算
2.3.2 刀傾法加工準(zhǔn)雙曲面齒輪小輪的切齒參數(shù)計(jì)算
2.4 三維建模
2.5 本章小結(jié)
第三章 隨機(jī)載荷的統(tǒng)計(jì)處理與載荷譜編制
3.1 實(shí)測(cè)載荷時(shí)間歷程分析統(tǒng)計(jì)
3.1.1 雙參數(shù)雨流計(jì)數(shù)法
3.1.2 單一工況載荷分布規(guī)律研究與檢驗(yàn)
3.1.2.1 單一工況載荷分布規(guī)律研究
3.1.2.2 幅值三參數(shù)威布爾分布檢驗(yàn)
3.1.2.3 均值正態(tài)分布檢驗(yàn)
3.1.3 多工況疲勞載荷的二維復(fù)合概率密度函數(shù)
3.2 小載荷截除方法的研究
3.2.1 模糊綜合評(píng)判理論基礎(chǔ)
3.2.2 小載荷截除模糊綜合評(píng)判體系的建立
3.2.2.1 建立因素集
3.2.2.2 建立評(píng)語集
3.2.2.3 建立單因素評(píng)價(jià)矩陣
3.2.2.4 建立權(quán)重系數(shù)集
3.2.2.5 模糊綜合評(píng)判
3.3 考慮載荷順序效應(yīng)的載荷譜編譜方法研究
3.3.1 載荷譜譜型的研究
3.3.2 考慮載荷順序的載荷譜編譜方法
3.3.2.1 確定載荷的分布類型
3.3.2.2 確定載荷譜的分級(jí)
3.3.2.3 各級(jí)載荷頻次的分配
3.3.2.4 順序載荷譜編制
3.4 準(zhǔn)雙曲面齒輪疲勞載荷譜的編制
3.4.1 截除小載荷
3.4.2 計(jì)算載荷幅值的極大值
3.4.3 計(jì)算載荷均值的最大值
3.4.4 載荷分級(jí)
3.4.5 載荷譜編譜
3.5 本章小結(jié)
第四章 載荷譜轉(zhuǎn)換
4.1 接觸應(yīng)力有限元分析
4.1.1 模型的網(wǎng)格劃分
4.1.2 齒面接觸分析
4.1.2.1 約束條件處理及載荷的施加
4.1.2.2 ANSYS 接觸算法、接觸參數(shù)和求解選項(xiàng)的確定
4.1.3 有限元分析與理論分析結(jié)果的比較
4.2 扭矩載荷譜轉(zhuǎn)換成齒輪齒面接觸應(yīng)力載荷譜
4.3 本章小結(jié)
第五章 隨機(jī)載荷作用下準(zhǔn)雙曲面齒輪壽命預(yù)測(cè)及分析
5.1 P-Sa-Sm-N 曲面方程的建立
5.2 疲勞累積損傷方法
5.2.1 一維Miner 理論及模糊Miner 法的建立
5.2.2 二維 Miner 理論及模糊 Miner 法的建立
5.3 疲勞壽命分析
5.3.1 準(zhǔn)雙曲面齒輪設(shè)計(jì)因素對(duì)疲勞壽命影響研究
5.3.1.1 應(yīng)力集中系數(shù)
5.3.1.2 尺寸系數(shù)
5.3.1.3 表面加工系數(shù)
5.3.1.4 載荷放大系數(shù)
5.3.2 準(zhǔn)雙曲面齒輪安裝誤差對(duì)接觸疲勞壽命的影響
5.3.2.1 安裝偏置對(duì)準(zhǔn)雙曲面齒輪疲勞壽命的影響
5.3.2.2 主動(dòng)傘齒輪齒輪安裝軸承的同軸度變化量對(duì)疲勞壽命的影響
5.3.2.3 差速器殼安裝軸承的撐開量對(duì)疲勞壽命的影響
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者攻碩士學(xué)位期間取得的成果
本文編號(hào):3672602
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