本文關(guān)鍵詞：基于熱固耦合的雙漸開(kāi)線齒輪振動(dòng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：長(zhǎng)期以來(lái),齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究大多是在單領(lǐng)域進(jìn)行,而齒輪實(shí)際運(yùn)行的狀態(tài)是各種機(jī)械行為同時(shí)作用的結(jié)果,這樣就存在著不容忽視的耦合問(wèn)題。雙漸開(kāi)線齒輪在高速重載的傳動(dòng)條件下,齒輪嚙合將會(huì)產(chǎn)生大量的熱。在前人研究基礎(chǔ)上,基于齒輪溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的耦合所產(chǎn)生的熱應(yīng)力對(duì)齒輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性產(chǎn)生的影響,對(duì)雙漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)進(jìn)行模態(tài)分析。這樣可以更真實(shí)地模擬雙漸開(kāi)線齒輪的工作狀態(tài),也為普通齒輪振動(dòng)分析提供更多的新思路。受山東省自然科學(xué)基金(編號(hào):ZR2014EEM003)“雙漸開(kāi)線齒輪系統(tǒng)彈流潤(rùn)滑與動(dòng)力學(xué)行為的耦合作用”資助,本文主要進(jìn)行了以下研究:1)對(duì)雙漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行推導(dǎo),并建立了雙漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型。根據(jù)雙漸開(kāi)線齒輪齒面形成原理,得出雙漸開(kāi)線齒輪的法面齒廓和端面齒廓并給出了雙漸開(kāi)線齒輪端面齒廓方程。應(yīng)用Solidworks軟件,對(duì)雙漸開(kāi)線齒輪進(jìn)行三維參數(shù)化建模和裝配,為雙漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的有限元分析提供了關(guān)鍵模型。2)將雙漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)與普通漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)進(jìn)行對(duì)比,通過(guò)模態(tài)分析研究雙漸開(kāi)線齒輪齒腰分階對(duì)齒輪傳動(dòng)動(dòng)態(tài)特性的影響。利用響應(yīng)面分析法,研究齒輪的材料剛度和嚙合剛度對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)變形和模態(tài)頻率的影響規(guī)律。在工況和其他參數(shù)不變的情況下,通過(guò)改變階梯參數(shù),研究齒輪傳動(dòng)動(dòng)態(tài)性能的變化規(guī)律。3)與普通漸開(kāi)線齒輪進(jìn)行對(duì)比,求解雙漸開(kāi)線齒輪的邊界條件,并進(jìn)行溫度場(chǎng)有限元分析,從而獲取兩種齒輪的溫度場(chǎng)分布,研究了分階齒廓參數(shù)對(duì)齒輪溫度場(chǎng)分布的影響規(guī)律。4)運(yùn)用順序耦合法對(duì)雙漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)進(jìn)行了熱固耦合分析,并與同參數(shù)漸開(kāi)線斜齒輪進(jìn)行了對(duì)比。將靜力學(xué)結(jié)構(gòu)場(chǎng)和瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)場(chǎng)分別與溫度場(chǎng)進(jìn)行熱固耦合分析,利用響應(yīng)面法考察最大溫度和最大熱應(yīng)力分別隨時(shí)間和扭矩的變化規(guī)律。5)分別對(duì)雙漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)進(jìn)行自由模態(tài)分析、約束模態(tài)分析、考慮預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析以及基于熱固耦合的模態(tài)分析,并將其在靜止、轉(zhuǎn)動(dòng)以及熱固耦合三個(gè)條件下的模態(tài)頻率和振型進(jìn)行對(duì)比分析。
【關(guān)鍵詞】：漸開(kāi)線齒輪 有限元法 模態(tài)分析 穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng) 熱固耦合
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 課題研究的背景及意義10-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 齒輪振動(dòng)分析及研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 齒輪熱固耦合研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容18-20
• 2 雙漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)模態(tài)分析20-54
• 2.1 齒輪傳動(dòng)基礎(chǔ)理論20-30
• 2.1.1 齒輪動(dòng)態(tài)特性的研究20-24
• 2.1.2 建立雙漸開(kāi)線齒輪的動(dòng)力模型24-27
• 2.1.3 動(dòng)力學(xué)方程的求解及數(shù)值仿真27-30
• 2.2 齒輪傳動(dòng)三維模型的建立30-35
• 2.2.1 雙漸開(kāi)線齒輪齒廓30-32
• 2.2.2 齒輪參數(shù)的選取32-33
• 2.2.3 參數(shù)化建模及裝配33-35
• 2.3 雙漸開(kāi)線齒輪模態(tài)分析35-43
• 2.3.1 有限元模型的建立35-39
• 2.3.2 模態(tài)分析結(jié)果39-41
• 2.3.3 結(jié)果與討論41-43
• 2.4 齒輪嚙合剛度對(duì)雙漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)模態(tài)影響43-50
• 2.5 階梯參數(shù)對(duì)雙漸開(kāi)線齒輪動(dòng)態(tài)特性的影響50-52
• 2.5.1 切向變位系數(shù)的影響50-51
• 2.5.2 齒腰高度系數(shù)的影響51-52
• 2.5.3 結(jié)果與討論52
• 2.6 本章小結(jié)52-54
• 3 雙漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)溫度場(chǎng)分析54-66
• 3.1 溫度場(chǎng)分析的意義及方法54-55
• 3.1.1 齒輪本體溫度場(chǎng)的研究意義54
• 3.1.2 齒輪溫度場(chǎng)分析方法54-55
• 3.2 雙漸開(kāi)線齒輪發(fā)熱量計(jì)算55-58
• 3.2.1 雙漸開(kāi)線齒輪接觸面摩擦熱通量55
• 3.2.2 摩擦熱通量的參數(shù)計(jì)算55-58
• 3.3 齒輪熱量傳遞58-60
• 3.3.1 對(duì)流系數(shù)58
• 3.3.2 三維穩(wěn)態(tài)邊界條件58-60
• 3.4 雙漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)溫度場(chǎng)有限元分析60-62
• 3.5 階梯參數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)的影響62-64
• 3.5.1 切向變位系數(shù)的影響62-63
• 3.5.2 齒腰高度系數(shù)的影響63-64
• 3.6 本章小結(jié)64-66
• 4 雙漸開(kāi)線齒輪的熱固耦合分析66-80
• 4.1 熱固耦合66-70
• 4.1.1 傳熱的基本形式66-67
• 4.1.2 熱分析的基礎(chǔ)理論67-68
• 4.1.3 熱固耦合分析理論68-70
• 4.2 雙漸開(kāi)線齒輪熱固耦合分析70-75
• 4.2.1 順序耦合法70-73
• 4.2.2 耦合分析結(jié)果73-74
• 4.2.3 與傳統(tǒng)漸開(kāi)線齒輪對(duì)比74-75
• 4.3 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)場(chǎng)與溫度場(chǎng)的耦合75-78
• 4.4 本章小結(jié)78-80
• 5 雙漸開(kāi)線齒輪不同條件下的模態(tài)分析80-88
• 5.1 考慮預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析80-81
• 5.2 基于熱固耦合的模態(tài)分析81-84
• 5.3 三種條件的模態(tài)對(duì)比84-85
• 5.4 本章小結(jié)85-88
• 總結(jié)與展望88-90
• 總結(jié)88-89
• 展望89-90
• 參考文獻(xiàn)90-94
• 致謝94-96
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文96-98

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 屈衛(wèi)紅;;基于齒輪漸開(kāi)線形成及其性質(zhì)教學(xué)方法的嘗試[J];陜西教育(高教版);2008年01期

2 孫玉麟;;錐形漸開(kāi)線齒輪的應(yīng)用與加工(上)[J];北京機(jī)械;1982年01期

3 云海;;漸開(kāi)線鏈輪滾刀的優(yōu)越性[J];工業(yè)工程;1988年01期

4 云海;漸開(kāi)線鏈輪滾刀的優(yōu)越性[J];工具技術(shù);1989年11期

5 劉克俊;;反漸開(kāi)線函數(shù)的研究[J];工具技術(shù);1989年02期

6 齊人光;漸開(kāi)線的簡(jiǎn)易畫(huà)法[J];機(jī)械職業(yè)教育;1997年04期

7 畢蕾,張軍,馬婉康;園柱漸開(kāi)線齒輪的精確三維CAD/CAM造型研究[J];山東內(nèi)燃機(jī);1999年01期

8 崔金珠,李立解,唐武生;用計(jì)算機(jī)模擬漸開(kāi)線齒輪范成[J];機(jī)械工藝師;2000年02期

9 李文龍,金嘉琦,樊景龍;漸開(kāi)線廓面特征及其工程意義[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2001年12期

10 王金雙,熊永森;用計(jì)算器求反漸開(kāi)線函數(shù)[J];機(jī)械工程師;2001年07期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 范迅;;擺線-漸開(kāi)線復(fù)合齒形齒輪耐磨性的研究[A];第一屆全國(guó)青年摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1991年

2 劉哲;陳定方;陸忠華;;基于ANSYS的漸開(kāi)線齒輪建模和有限元分析[A];湖北省機(jī)械工程學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)與傳動(dòng)學(xué)會(huì)、武漢機(jī)械設(shè)計(jì)與傳動(dòng)學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（1）[C];2008年

3 昂雪野;管莉娜;;基于AutoCAD漸開(kāi)線齒輪范成仿真程序設(shè)計(jì)[A];中國(guó)圖學(xué)新進(jìn)展2007——第一屆中國(guó)圖學(xué)大會(huì)暨第十屆華東六省一市工程圖學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

4 王為;任歡;;基于Pro/E的漸開(kāi)線齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真[A];湖北省機(jī)械工程學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)與傳動(dòng)學(xué)會(huì)、武漢機(jī)械設(shè)計(jì)與傳動(dòng)學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（2）[C];2008年

5 張國(guó)海;王保民;;少齒數(shù)漸開(kāi)線齒輪副相對(duì)滑動(dòng)的分析與研究[A];第十三屆全國(guó)機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2002年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 李秀蓮;非對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)特性及應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];江蘇大學(xué);2012年

2 婁志峰;基準(zhǔn)級(jí)漸開(kāi)線測(cè)試?yán)碚撆c技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 倪高翔;漸開(kāi)線變齒厚齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)與嚙合特性研究[D];重慶大學(xué);2015年

2 王瑞雪;基于熱固耦合的雙漸開(kāi)線齒輪振動(dòng)分析[D];青島科技大學(xué);2016年

3 李鳳吉;雙漸開(kāi)線齒輪接觸強(qiáng)度分析及試驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2008年

4 陶凌峰;分階式雙漸開(kāi)線齒輪與普通漸開(kāi)線齒輪的性能對(duì)比分析[D];重慶大學(xué);2005年

5 徐曉東;非對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪的嚙合特性及應(yīng)力分析研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

6 卞文;螺旋漸開(kāi)線齒輪嚙合原理和設(shè)計(jì)研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

7 張召?gòu)?qiáng);雙漸開(kāi)線齒輪彈流潤(rùn)滑研究及動(dòng)力學(xué)接觸分析[D];青島科技大學(xué);2014年

8 李強(qiáng);雙點(diǎn)嚙合漸開(kāi)線圓弧齒輪嚙合性能分析及仿真[D];昆明理工大學(xué);2011年

9 王麗娜;漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)疲勞壽命分析[D];太原理工大學(xué);2009年

10 柳強(qiáng);高精度鼓形漸開(kāi)線凸輪加工理論與技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：基于熱固耦合的雙漸開(kāi)線齒輪振動(dòng)分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：504993