本文關(guān)鍵詞：風(fēng)電增速齒輪接觸問題數(shù)值分析

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【摘要】：風(fēng)電齒輪箱是整個(gè)風(fēng)電傳動(dòng)系統(tǒng)中最重要的功能部件,由于接觸應(yīng)力過大引起的風(fēng)電增速齒輪損毀是導(dǎo)致風(fēng)電齒輪箱不能正常工作的主要原因。因此,對(duì)風(fēng)電增速齒輪在嚙合傳動(dòng)過程中的接觸問題進(jìn)行深入分析具有重要意義。本文以某高速齒輪制造有限公司生產(chǎn)的兆瓦級(jí)風(fēng)電增速齒輪箱增速齒輪為主要研究對(duì)象,考慮摩擦力的影響對(duì)風(fēng)電增速齒輪接觸問題進(jìn)行了深入的分析和探究。首先,基于赫茲接觸理論和有限元分析方法,對(duì)風(fēng)電齒輪箱增速齒輪的接觸類型、特點(diǎn)進(jìn)行分析,根據(jù)漸開線齒輪的嚙合原理得到漸開線方程和螺旋線方程,利用Pro/E軟件的參數(shù)化方法建立了風(fēng)電增速齒輪輸出級(jí)太陽輪和行星輪的模型,并對(duì)其進(jìn)行精確的裝配;將裝配好的齒輪副模型導(dǎo)入到ANSYS中,利用ANSYS Workbench平臺(tái)對(duì)風(fēng)電增速齒輪進(jìn)行有限元分析,得到齒輪嚙合過程中的接觸應(yīng)力和接觸變形。其次,在轉(zhuǎn)矩不變的條件下,分析風(fēng)電齒輪接觸應(yīng)力與接觸變形隨轉(zhuǎn)速的變化情況,計(jì)算結(jié)果表明:隨著轉(zhuǎn)速的增大,接觸應(yīng)力和接觸變形也在增大,特別是當(dāng)主動(dòng)輪的速度達(dá)到一定的數(shù)值后,接觸變形呈幾何倍數(shù)增加,齒輪副接觸應(yīng)力變化明顯,接觸狀態(tài)極不穩(wěn)定,此時(shí),齒輪副容易產(chǎn)生噪聲、沖擊等問題。分析結(jié)果同時(shí)顯示:轉(zhuǎn)矩的大小對(duì)風(fēng)電齒輪接觸應(yīng)力和接觸變形的影響也很大,隨著轉(zhuǎn)矩的不斷增大,接觸應(yīng)力和接觸變形也在增大,并呈現(xiàn)線性變化的趨勢(shì)。最后,分析了摩擦力對(duì)風(fēng)電增速齒輪接觸應(yīng)力和接觸變形的影響。結(jié)果表明:在齒輪嚙合過程中,齒根附近出現(xiàn)應(yīng)力集中,并且出現(xiàn)最大應(yīng)力值;當(dāng)摩擦因數(shù)小于0.3時(shí),接觸應(yīng)力和接觸變形隨著摩擦因數(shù)的增加而急劇增加,并呈現(xiàn)出線性變化趨勢(shì);當(dāng)摩擦因數(shù)大于0.3時(shí),接觸應(yīng)力隨著摩擦因數(shù)的增大而緩慢增加,而接觸變形隨著摩擦因數(shù)的增大略有下降,并呈現(xiàn)出非線性變化趨勢(shì);對(duì)比考慮摩擦力和未考慮摩擦力時(shí)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩對(duì)風(fēng)電齒輪接觸性能的影響,得到摩擦力的存在使得在同等條件下的接觸應(yīng)力和接觸變形明顯增大。研究結(jié)果表明在風(fēng)電齒輪嚙合過程中,轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和摩擦力等因素對(duì)風(fēng)電增速齒輪接觸應(yīng)力和應(yīng)變有重要影響,研究成果對(duì)改進(jìn)和優(yōu)化風(fēng)電齒輪的設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM315;TH132.41

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本文編號(hào)：1160127