本文關(guān)鍵詞：交錯軸變厚斜齒輪副嚙合性能分析及疲勞壽命預(yù)估

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【摘要】：小傾角船用齒輪箱通常采用變厚斜齒輪傳動,該齒輪主要特點是各軸向截面齒廓的變位系數(shù)沿齒輪軸線依次變化,能很好地滿足小傾角齒輪箱中相交軸及交錯軸間動力傳遞的要求。論文以交錯軸變厚斜齒輪副為研究對象,綜合運用空間齒輪嚙合原理、Hertz點接觸理論、動態(tài)接觸分析方法及疲勞壽命評價理論,開展齒輪副尺寸參數(shù)設(shè)計,變厚齒輪齒面創(chuàng)成和有限元建模,變厚斜齒輪副嚙合性能分析和疲勞壽命預(yù)估等方面研究,對合理選擇變厚齒輪的參數(shù),提高交錯軸變厚斜齒輪的承載能力,延長齒輪箱使用壽命具有重要理論意義及工程應(yīng)用價值。本文的主要研究工作如下:(1)根據(jù)變厚斜齒輪加工原理,引入假想公共齒條概念,根據(jù)空間齒輪嚙合原理對交錯軸變厚斜齒輪副的齒形參數(shù)進行計算,根據(jù)小傾角船用齒輪箱尺寸要求,設(shè)計了一對交錯軸變厚斜齒輪。(2)利用齒條刀具齒廓方程,推導變厚斜齒輪模擬加工的坐標變換矩陣,建立變厚斜齒輪齒面方程;根據(jù)錐形齒輪嚙合原理,確定交錯軸變厚斜齒輪副的裝配關(guān)系,借助Matlab和UG軟件構(gòu)建了交錯軸變厚斜齒輪副的裝配模型。(3)應(yīng)用共軛曲面理論,計算交錯軸變厚斜齒輪的主曲率和主方向,結(jié)合Hertz點接觸理論,校核了齒輪副的齒面接觸強度;推導交錯軸變厚斜齒輪彎曲應(yīng)力計算公式,校核了齒輪的齒根彎曲強度;在ANSYS軟件中,建立齒輪副靜力接觸有限元模型,仿真得到交錯軸變厚斜齒輪副的齒面接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力,與理論計算結(jié)果吻合良好,驗證了理論計算及仿真方法的正確性。(4)在ANSYS/LS-DYNA軟件中,對交錯軸變厚斜齒輪副進行網(wǎng)格離散和邊界條件施加,生成動力接觸有限元模型;通過仿真分析,得出交錯軸變厚斜齒輪副的動態(tài)應(yīng)力云圖,研究了嚙合過程中齒輪副接觸力和傳動誤差的變化規(guī)律。(5)以嚙合過程齒輪副動態(tài)接觸力為疲勞分析的載荷譜,基于GL規(guī)范計算齒輪材料的S-N曲線,結(jié)合靜力分析所得的應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果,利用ANSYS/FE-SAFE軟件對交錯軸變厚斜齒輪副進行疲勞壽命分析,得出齒輪副的對數(shù)疲勞壽命及疲勞安全系數(shù),分析了齒面粗糙度和載荷大小對齒輪副疲勞壽命的影響。
【關(guān)鍵詞】：變厚斜齒輪 齒面方程 強度校核 動力接觸 疲勞壽命
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 課題研究意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-16
• 1.2.1 變厚齒輪副的設(shè)計方法及研究9-11
• 1.2.2 變厚齒輪副強度分析11-12
• 1.2.3 變厚齒輪副嚙合特性分析12-14
• 1.2.4 齒輪疲勞壽命研究14-16
• 1.3 課題的主要研究內(nèi)容16-17
• 2 交錯軸變厚斜齒輪傳動參數(shù)設(shè)計17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 變厚斜齒輪加工原理和尺寸計算17-21
• 2.3 交錯軸變厚斜齒輪副參數(shù)設(shè)計21-29
• 2.3.1 變厚斜齒輪與假想齒條的嚙合21-23
• 2.3.2 一對變厚齒輪與公共齒條的嚙合23-25
• 2.3.3 交錯軸變厚齒輪的計算25-29
• 2.4 交錯軸變厚齒輪計算實例29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 3 交錯軸變厚斜齒輪齒面方程推導與建模31-41
• 3.1 引言31
• 3.2 交錯軸變厚斜齒輪齒面方程推導31-36
• 3.2.1 齒條刀具齒面方程31-34
• 3.2.2 交錯軸變厚斜齒輪齒面方程34-36
• 3.3 交錯軸變厚斜齒輪齒輪副裝配模型36-40
• 3.3.1 交錯軸變厚斜齒輪齒輪副模型建立36-38
• 3.3.2 裝配位置的計算38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 交錯軸變厚斜齒輪強度校核41-53
• 4.1 引言41
• 4.2 交錯軸變厚斜齒輪靜接觸應(yīng)力計算41-45
• 4.2.1 Hertz點接觸理論41-42
• 4.2.2 交錯軸變厚斜齒輪主曲率及主方向42-45
• 4.3 交錯軸變厚斜齒輪靜彎曲應(yīng)力計算45-48
• 4.4 交錯軸變厚斜齒輪副靜力接觸有限元仿真48-50
• 4.4.1 靜力有限元計算模型48-49
• 4.4.2 靜力接觸有限元仿真結(jié)果49-50
• 4.5 理論計算與有限元仿真結(jié)果對比50
• 4.6 交錯軸變厚斜齒輪疲勞強度計算與校核50-52
• 4.6.1 接觸疲勞強度校核50-51
• 4.6.2 彎曲疲勞強度校核51-52
• 4.7 本章小結(jié)52-53
• 5 交錯軸變厚斜齒輪副動力接觸分析53-63
• 5.1 引言53
• 5.2 LS-DYNA顯式動力接觸理論53-56
• 5.2.1 LS-DYNA動力分析功能介紹53-54
• 5.2.2 動力學基本方程54-55
• 5.2.3 顯式時間積分55-56
• 5.2.4 求解控制56
• 5.3 齒輪動力接觸有限元模型56-59
• 5.3.1 單元類型選擇及網(wǎng)格劃分56-58
• 5.3.2 施加邊界條件58-59
• 5.4 計算結(jié)果分析59-62
• 5.4.1 變厚斜齒輪副動態(tài)接觸特性分析59-60
• 5.4.2 變厚斜齒輪副接觸力分析60-61
• 5.4.3 變厚斜齒輪副傳動誤差61-62
• 5.5 本章小結(jié)62-63
• 6 交錯軸變厚斜齒輪疲勞壽命分析63-77
• 6.1 引言63
• 6.2 疲勞壽命分析相關(guān)理論63-67
• 6.2.1 疲勞累積損傷理論63-64
• 6.2.2 材料S-N曲線64-66
• 6.2.3 疲勞壽命分析方法66
• 6.2.4 FE-SAFE軟件的疲勞計算方法66-67
• 6.3 變厚斜齒輪副疲勞壽命分析67-72
• 6.3.1 求解S-N曲線67-69
• 6.3.2 齒輪嚙合過程的載荷譜69-70
• 6.3.3 疲勞壽命計算70-72
• 6.4 交錯軸變厚斜齒輪疲勞壽命影響因素分析72-75
• 6.4.1 齒面粗糙度對齒輪疲勞壽命的影響72-73
• 6.4.2 載荷系數(shù)對齒輪疲勞壽命的影響73-75
• 6.5 本章小結(jié)75-77
• 7 結(jié)論與展望77-79
• 7.1 結(jié)論77
• 7.2 展望77-79
• 致謝79-81
• 參考文獻81-87
• 附錄87
• A. 作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄87
• B. 作者在攻讀學位期間參與的科研項目87
• C. 作者在攻讀學位期間獲得的獎勵87

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1 郭長城;翟仕儒;韓福輝;;斜齒輪副的測繪方法[J];一重技術(shù);2005年06期

2 何曉舟;陳上達;王培鞭;阮忠唐;;斜齒輪的剛度計算及扭振系統(tǒng)固有頻率的分析[J];重型機械;1990年04期

3 張榮生;;大型斜齒輪的粘接修復(fù)[J];新技術(shù)新工藝;1992年06期

4 張衛(wèi)東;測量斜齒輪副的新方法[J];機械工藝師;1995年06期

5 劉輝,吳昌林,楊叔子;參數(shù)化嚙合斜齒輪三維有限元網(wǎng)格的自動生成[J];華中理工大學學報;1997年09期

6 王奇斌;胡鵬;張義民;馬輝;;基于積分模型的斜齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動特性分析[J];東北大學學報(自然科學版);2014年05期

7 李素有 ,孫智民 ,沈允文;含間隙的斜齒輪副扭振分析與試驗研究[J];機械傳動;2002年02期

8 姚陽迪;林騰蛟;何澤銀;;高速斜齒輪傳動穩(wěn)態(tài)溫度場仿真分析[J];機械研究與應(yīng)用;2009年06期

9 劉之鐳;;動力傳動用窄斜齒輪的振動[J];齒輪;1987年04期

10 劉廣利;吳坤;;數(shù)字化樣機技術(shù)在斜齒輪副嚙合仿真中的應(yīng)用[J];中國產(chǎn)業(yè);2011年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張桂榮;翟仕儒;韓福輝;;斜齒輪副的測繪方法[A];2002年黑龍江省機械工程學會年會論文集[C];2002年

2 ;斜齒輪副的測繪方法(英文)[A];2002年黑龍江省機械工程學會年會論文集[C];2002年

3 楊長青;劉宇飛;喻海鵬;;斜齒輪副的測繪方法[A];第三屆十省區(qū)市機械工程學會科技論壇暨黑龍江省機械工程學會2007年年會論文（摘要）集[C];2007年

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1 蔣漢軍;斜齒輪摩擦激勵與故障激勵耦合動力學建模及其動態(tài)特征研究[D];重慶大學;2015年

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1 周海燕;斜齒輪動力學接觸分析及齒向優(yōu)化研究[D];山東大學;2015年

2 張瑞;圓柱斜齒輪傳動誤差的補償分析[D];太原理工大學;2016年

3 張柳;汽車變速器傳動齒輪動力學特性研究[D];上海工程技術(shù)大學;2016年

4 張延杰;車輛傳動齒輪強度計算現(xiàn)代方法研究[D];上海工程技術(shù)大學;2016年

5 趙俊;交錯軸變厚斜齒輪副嚙合性能分析及疲勞壽命預(yù)估[D];重慶大學;2016年

6 丁豹;斜齒輪系統(tǒng)振動特性研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

7 費國標;船用斜齒輪三維動力接觸及溫度場仿真研究[D];武漢理工大學;2006年

8 尉小霞;斜齒輪接觸問題的形狀優(yōu)化研究[D];太原理工大學;2002年

9 楊青;大型斜齒輪傳動動態(tài)特性的仿真研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

10 陳辰嘉;小傾角齒輪箱變厚斜齒輪副嚙合性能仿真及疲勞壽命分析[D];重慶大學;2013年

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本文編號：869234