裝載機驅(qū)動橋差速器齒輪的壽命預(yù)測對驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計具有重要意義,但因裝載機結(jié)構(gòu)和受力情況復(fù)雜,預(yù)測結(jié)果與實際壽命的差距都很大。論文以ZL50輪式裝載機差速器齒輪為研究對象,應(yīng)用概率統(tǒng)計法、非線性接觸有限元理論與疲勞分析理論,深入、系統(tǒng)地研究了差速器齒輪非線性接觸有限元計算和疲勞分析與壽命預(yù)測的方法,分析了載荷譜、齒輪實體模型和材料力學(xué)特性參數(shù)的不確定性對疲勞壽命預(yù)測的影響。 通過分析輪式裝載機的實際工況,依據(jù)發(fā)動機與液力變矩器共同作用的匹配特性曲線,確定了裝載機最大工作載荷。在此基礎(chǔ)上,以裝載機載荷的正態(tài)分布函數(shù)為依據(jù),運用“3σ”法則和概率統(tǒng)計法,并根據(jù)程序載荷譜的分級原則,編制了裝載機差速器齒輪的程序轉(zhuǎn)矩載荷譜。 依據(jù)差速器齒輪的齒廓曲線與齒根過渡曲線方程,利用Pro/E參數(shù)化建模功能創(chuàng)建了精確的差速器齒輪三維實體模型,為其有限元分析與疲勞壽命分析打下了基礎(chǔ)。 采用非線性接觸有限元法對差速器齒輪進行齒輪接觸全過程的數(shù)值模擬,探討了單元類型與網(wǎng)格質(zhì)量、約束方式和接觸實常數(shù)的設(shè)置對非線性計算的收斂性和結(jié)果精度的影響,并建立了疲勞壽命分析相應(yīng)的應(yīng)力譜。 ... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的目的及意義
    1.2 相關(guān)理論、方法的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 齒輪實體模型建立
        1.2.2 齒輪的接觸分析
        1.2.3 疲勞壽命分析
    1.3 課題研究的主要內(nèi)容
第二章 裝載機差速器齒輪轉(zhuǎn)矩載荷譜的確定
    2.1 差速器齒輪最大轉(zhuǎn)矩的確定
        2.1.1 按從發(fā)動機通過變矩器傳來的最大靜轉(zhuǎn)矩計算
        2.1.2 按附著條件的最大靜轉(zhuǎn)矩計算
    2.2 差速器齒輪轉(zhuǎn)矩載荷譜的確定
        2.2.1 確定裝載機載荷分布規(guī)律
        2.2.2 編制差速器齒輪轉(zhuǎn)矩載荷譜
    2.3 小結(jié)
第三章 差速器齒輪的精確實體模型建立
    3.1 基于Pro/E 的差速器齒輪參數(shù)化建模
        3.1.1 確定差速器齒輪的參數(shù)
        3.1.2 創(chuàng)建輪齒的漸開線齒廓
        3.1.3 創(chuàng)建齒根過渡曲線
    3.2 差速器齒輪的裝配
    3.3 小結(jié)
第四章 差速器齒輪的非線性接觸分析
    4.1 有限單元法與ANSYS 軟件
        4.1.1 有限單元法的要點
        4.1.2 ANSYS 的分析過程
    4.2 非線性接觸分析
        4.2.1 接觸界面條件
        4.2.2 接觸界面的定解條件和校核條件
    4.3 差速器齒輪非線性接觸有限元計算
        4.3.1 接觸分析的步驟
        4.3.2 生成有限元模型
            4.3.2.1 單元類型的影響
            4.3.2.2 網(wǎng)格質(zhì)量的影響
        4.3.3 定義接觸對
        4.3.4 接觸參數(shù)和求解選項的確定
            4.3.4.1 接觸實常數(shù)設(shè)置
            4.3.4.2 求解選項設(shè)置
        4.3.5 加載并求解
        4.3.6 查看結(jié)果
            4.3.6.1 非線性接觸分析結(jié)果
            4.3.6.2 仿真分析與理論分析結(jié)果對比
    4.4 齒輪應(yīng)力譜的轉(zhuǎn)換
    4.5 小結(jié)
第五章 差速器齒輪的疲勞壽命分析
    5.1 基于實際應(yīng)力的疲勞壽命分析方法
    5.2 影響疲勞壽命的主要因素
        5.2.1 應(yīng)力集中的影響
        5.2.2 尺寸效應(yīng)的影響
        5.2.3 表面狀態(tài)的影響
    5.3 零件S-N 曲線方程的建立
    5.4 Miner 累積損傷理論的修正
    5.5 差速器半軸齒輪的疲勞壽命計算
    5.6 載荷譜對零件疲勞壽命的影響
        5.6.1 程序載荷譜分級的影響
        5.6.2 正態(tài)分布中載荷概率誤差的影響
    5.7 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
在學(xué)期間取得研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]漸開線齒輪的接觸分析[J]. 李杰,孫青軍,王樂勤.  工程設(shè)計學(xué)報. 2009(01)
[2]隨機載荷條件下齒輪彎曲疲勞強度[J]. 許洪斌,祖世華.  重慶工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(11)
[3]弧齒錐齒輪的齒面主動設(shè)計[J]. 曹雪梅,方宗德,張金良,鄧效忠.  機械工程學(xué)報. 2007(08)
[4]國內(nèi)外裝載機可靠性與使用壽命分析[J]. 田志成,王東升,陳英杰.  建筑機械. 2005(11)
[5]基于ANSYS的直齒圓錐齒輪建模及動態(tài)接觸有限元分析[J]. 吳忠鳴,王新云,夏巨諶,胡國安.  機械傳動. 2005(05)
[6]裝載機傳動系統(tǒng)齒輪的強度計算[J]. 許光奇.  建筑機械. 2005(04)
[7]某型主戰(zhàn)坦克扭力軸的疲勞斷裂分析與壽命計算[J]. 李永東,張丙喜,賈斌.  機械強度. 2004(04)
[8]高速重載齒輪的有限元分析[J]. 王立華,李潤方,林騰蛟,李紹彬.  中國機械工程. 2003(20)
[9]齒輪接觸有限元分析[J]. 楊生華.  計算力學(xué)學(xué)報. 2003(02)
[10]斜齒圓柱齒輪傳動系統(tǒng)的耦合振動分析[J]. 王立華,李潤方,林騰蛟,楊成云.  機械設(shè)計與研究. 2002(05)

博士論文
[1]高速齒輪傳動輪齒的溫度模擬及過程參數(shù)的敏感性分析[D]. 龍慧.重慶大學(xué) 2001

碩士論文
[1]基于Pro/E的圓柱齒輪減速器參數(shù)化CAD系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 麻連榮.同濟大學(xué) 2007
[2]基于UG的章動齒輪減速器建模和仿真研究[D]. 王曉勇.昆明理工大學(xué) 2006
[3]圓柱齒輪減速器的快速設(shè)計技術(shù)[D]. 劉昆民.太原理工大學(xué) 2006



本文編號：3697083