【摘要】：漸開線花鍵以其受力均勻、耐久性強(qiáng)、承載能力大以及對中性好等優(yōu)點(diǎn),在風(fēng)電齒輪箱中應(yīng)用廣泛,但其工況環(huán)境復(fù)雜多變,極易出現(xiàn)鍵齒齒面的微動磨損和疲勞破壞。而作為風(fēng)電傳動齒輪箱中連接行星級和平行級的關(guān)鍵部件,花鍵的接觸特性直接影響整個齒輪箱的可靠性。因此對風(fēng)電傳動漸開線花鍵進(jìn)行接觸特性研究有著十分重要的意義。論文主要研究內(nèi)容如下:(1)對某2 MW風(fēng)電齒輪箱傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和傳動原理進(jìn)行分析。將齒輪箱體和行星架視為柔性體,考慮主軸、輪轂、彈性聯(lián)軸器等關(guān)鍵部件,并考慮主軸軸承,齒輪箱左右扭力臂三點(diǎn)彈性支撐,根據(jù)傳動系統(tǒng)各部件之間的實際連接關(guān)系,采用MASTA軟件建立風(fēng)電齒輪箱傳動系統(tǒng)模型。對模型進(jìn)行加載分析,得到額定工況下花鍵的受力情況,并通過傳統(tǒng)力學(xué)分析加以驗證,完成對風(fēng)電傳動漸開線花鍵的受力分析。根據(jù)花鍵的幾何設(shè)計特點(diǎn)和實際應(yīng)用場景,確定內(nèi)、外花鍵的不對中情形,建立風(fēng)電傳動漸開線花鍵有限元接觸分析模型,完成對額定工況下存在復(fù)合不對中情形的風(fēng)電傳動漸開線花鍵接觸特性的研究。(2)研究了漸開線花鍵本身的設(shè)計參數(shù)和齒輪箱其它部件的幾何參數(shù)對花鍵接觸特性的影響,包括花鍵的齒寬、齒數(shù)、壓力角、齒根類型以及齒輪的螺旋角大小和旋向?qū)ㄦI接觸特性的影響,從齒面接觸壓力分布、齒間載荷分布和齒面最大接觸壓力分布三個方面分析得到了擁有更好接觸特性的花鍵設(shè)計參數(shù)和齒輪設(shè)計參數(shù)。(3)研究了內(nèi)、外花鍵軸線存在偏斜角、偏心量以及兩者復(fù)合的不對中情形對花鍵接觸特性的影響;研究了加工過程中不可避免的齒距偏差,包括單齒偏差、連續(xù)多齒偏差、任意序列的多齒偏差對花鍵接觸特性的影響;發(fā)現(xiàn)不對中和齒距偏差對花鍵的接觸特性影響較大。(4)研究了修形對花鍵接觸特性的影響,包括齒向鼓形修形、齒向邊坡修形、齒向分段拋物線修形等;研究了預(yù)錯量的正負(fù)和大小對花鍵接觸特性的影響;得到了最佳修形方式及其最佳修形位置和最佳修形量。從花鍵本身的設(shè)計參數(shù)、齒輪箱其它部件的設(shè)計參數(shù)、花鍵的加工精度、安裝要求以及鍵齒的修形等方面針對額定工況下存在符合不對中情形的風(fēng)電傳動漸開線花鍵提出一個工程實際可行的優(yōu)化方案。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM614
【圖文】：

基圓bD 285.788 mm花鍵大徑eiD 340.8 mm花鍵小徑iiD 324.24 mm花鍵大徑eeD 336 mm花鍵小徑ieD 319.2 mm根圓角半徑 2.4 mm徑向間隙 \ 80 um傾斜間隙 \ 0.454 mRad上述參數(shù)值在 MASTA 相應(yīng)模塊中輸入，選擇花鍵齒根類型為 Fil，完成風(fēng)電傳動漸開線花鍵的建模。）行星架和箱體建模慮到行星架和齒輪箱結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，參數(shù)化建模難度大，且準(zhǔn)確性 Pro/E 完成行星架和箱體的三維實體模型的建立，為了保證劃分網(wǎng)格的孔、圓角和倒角等進(jìn)行簡化處理，如圖 2.6、2.7 所示。

圖 2.7 簡化處理后的行星架和箱體的三維實體模型Fig. 2.7 The simplified 3D entity model of planet carrier and housing在 ANSYS 中導(dǎo)入其三維模型，然后劃分網(wǎng)格。為連接行星架和箱體與須在軸承處建立凝聚節(jié)點(diǎn)，對行星架和箱體進(jìn)行模態(tài)縮聚，其模態(tài)縮 2.8、2.9 所示，行星架和箱體與 MASTA 中部件相連的每一個軸承處都聚節(jié)點(diǎn)，這樣行星架有 9 個凝聚節(jié)點(diǎn)，箱體有 14 個凝聚節(jié)點(diǎn)，并且這在各個軸承中心位置，以確保連接無誤。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2739560