本文關(guān)鍵詞：高速齒輪有限元熱分析及齒廓修形研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高速齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生顯著的溫度場(chǎng),輪齒溫度對(duì)其傳動(dòng)性能、膠合失效及潤滑油稀釋問題都有重要影響；為改善高速齒輪傳動(dòng)的嚙合沖擊常進(jìn)行齒輪修形,高速齒輪溫度場(chǎng)會(huì)引起顯著的齒輪熱變形,因而齒輪修形時(shí)有必要考慮熱變形的影響。因此,本文對(duì)高速齒輪進(jìn)行有限元熱分析,獲知溫度場(chǎng)及其相關(guān)因素的影響規(guī)律,并在齒輪熱彈耦合分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行齒輪修形。主要內(nèi)容及結(jié)論如下：對(duì)高速標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪進(jìn)行溫度場(chǎng)有限元分析,得到主、從動(dòng)輪輪齒溫度大小及分布規(guī)律：主、從動(dòng)輪輪齒本體溫度在齒根齒頂嚙入、嚙出區(qū)域的齒面上均出現(xiàn)了峰值(80。C左右),齒面上節(jié)線區(qū)域溫度較低,齒寬方向上溫度對(duì)稱分布,且齒寬中部的溫度值高于兩側(cè)。數(shù)量化地分析了轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、齒寬、模數(shù)、齒輪箱空氣溫度和潤滑油溫度、齒輪端面和嚙合面對(duì)流傳熱系數(shù)對(duì)輪齒溫度的影響規(guī)律。輪齒齒面各處本體溫度隨轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩的增加而升高,各點(diǎn)溫度增幅不均,隨著轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩增加,溫度增幅程度降低；齒寬增加,各點(diǎn)本體溫度較均勻增加；模數(shù)改變帶來輪齒體積、接觸壓力及傳熱系數(shù)的變化,多種因素的綜合作用導(dǎo)致輪齒本體溫度隨模數(shù)增加而先減后增；大轉(zhuǎn)矩或高轉(zhuǎn)速下,轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、齒寬、模數(shù)對(duì)輪齒溫度的影響加��；輪齒齒面最大本體溫度隨齒輪箱空氣和潤滑油溫度增減而做小幅增減,其變化不受轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩影響；齒輪端面和嚙合面的傳熱系數(shù)對(duì)輪齒齒面本體溫度影響程度較小,二者增加,齒輪齒面本體溫度降低,反之升高。應(yīng)用ANSYS間接耦合法對(duì)齒輪進(jìn)行結(jié)構(gòu)熱彈耦合分析,獲得主、從動(dòng)輪齒單齒嚙合區(qū)起止位置處的熱彈變形值,熱變形對(duì)接觸彈性變形有一定抵消作用,齒寬方向上中間部位的熱彈變形總量低于兩端部位。以輪齒熱彈變形量為依據(jù)確定齒輪最大修形量,確定齒廓修形三要素,對(duì)齒輪進(jìn)行了齒廓修形設(shè)計(jì)。對(duì)修形前后的齒輪進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真分析,得到修形前后的輪齒嚙合力曲線和嚙入、嚙出時(shí)輪齒應(yīng)力分布,又對(duì)修形后齒輪進(jìn)行溫度場(chǎng)有限元分析得到輪齒本體溫度分布。由結(jié)果對(duì)比知：齒輪修形后,在嚙入、嚙出時(shí)輪齒動(dòng)態(tài)嚙合力及輪齒應(yīng)力均得到改善,嚙入、嚙出沖擊減小,力學(xué)性能改善；修形后,輪齒齒面兩個(gè)溫度峰值區(qū)域由齒頂和齒根向齒廓中部移動(dòng),溫度峰值降低。
【關(guān)鍵詞】：高速齒輪 溫度場(chǎng)有限元分析 影響因素 熱彈耦合分析 齒廓修形
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-14
• 1.1 研究背景及意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 齒輪溫度場(chǎng)及其影響因素分析研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 齒輪修形研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容13-14
• 2 齒輪摩擦生熱和對(duì)流傳熱分析計(jì)算14-26
• 2.1 齒輪摩擦生熱分析計(jì)算15-20
• 2.1.1 輪齒齒面接觸壓力15-17
• 2.1.2 輪齒齒面相對(duì)滑動(dòng)速度17-18
• 2.1.3 輪齒齒面摩擦系數(shù)18-19
• 2.1.4 輪齒齒面摩擦熱流量19-20
• 2.2 齒輪對(duì)流傳熱分析計(jì)算20-25
• 2.2.1 輪齒端面對(duì)流傳熱21-23
• 2.2.2 輪齒嚙合面對(duì)流傳熱23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 3 齒輪溫度場(chǎng)有限元分析26-34
• 3.1 齒輪溫度場(chǎng)分析數(shù)學(xué)模型的建立26-28
• 3.1.1 輪齒瞬態(tài)溫度的熱平衡方程26-27
• 3.1.2 輪齒穩(wěn)態(tài)本體溫度的熱平衡方程27-28
• 3.2 輪齒溫度場(chǎng)分析有限元模型的建立28-30
• 3.3 輪齒溫度場(chǎng)有限元分析邊界條件的加載30-31
• 3.4 輪齒溫度場(chǎng)有限元分析結(jié)果31-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 4 相關(guān)因素對(duì)輪齒溫度影響分析34-43
• 4.1 引言34
• 4.2 轉(zhuǎn)速對(duì)輪齒溫度的影響分析34-35
• 4.3 轉(zhuǎn)矩對(duì)輪齒溫度的影響分析35-36
• 4.4 齒寬對(duì)輪齒溫度的影響分析36-38
• 4.5 模數(shù)對(duì)輪齒溫度的影響分析38-39
• 4.6 空氣和潤滑油溫度對(duì)輪齒溫度的影響分析39-41
• 4.7 對(duì)流傳熱系數(shù)對(duì)輪齒溫度的影響分析41-42
• 4.8 本章小結(jié)42-43
• 5 齒輪熱彈耦合分析及齒廓修形設(shè)計(jì)43-55
• 5.1 引言43
• 5.2 齒輪熱彈耦合有限元分析43-48
• 5.2.1 ANSYS熱彈耦合分析簡介43-44
• 5.2.2 齒輪熱彈耦合有限元分析過程及結(jié)果44-48
• 5.3 齒輪齒廓修形設(shè)計(jì)48-54
• 5.3.1 齒廓修形原理及分類48-49
• 5.3.2 齒廓修形的三要素49-51
• 5.3.3 齒輪齒廓修形過程及結(jié)果51-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 6 齒輪修形前后力學(xué)性能及溫度的對(duì)比分析55-62
• 6.1 引言55
• 6.2 齒輪修形前后力學(xué)性能對(duì)比分析55-59
• 6.2.1 ANSYS/LS-DYNA軟件簡介55-56
• 6.2.2 LS-DYNA動(dòng)力學(xué)分析方程56-57
• 6.2.3 齒輪動(dòng)態(tài)仿真分析有限元模型57-58
• 6.2.4 輪齒嚙合力及輪齒應(yīng)力結(jié)果對(duì)比分析58-59
• 6.3 齒輪修形前后輪齒溫度對(duì)比分析59-61
• 6.4 本章小結(jié)61-62
• 7 結(jié)論與展望62-63
• 7.1 結(jié)論62
• 7.2 展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 作者簡歷66-68
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集68

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：504329