齒輪作為通用性傳動零件,其加工精度和質(zhì)量對機械傳動的可靠性、穩(wěn)定性至關(guān)重要,為了實現(xiàn)更強的齒面潤滑效果,提高齒輪抗膠合、磨損能力,齒面構(gòu)形設(shè)計一直以來都被廣泛關(guān)注,本文依托于國家自然科學(xué)基金項目“面向跨尺度自潤滑齒輪的齒面構(gòu)形設(shè)計及接觸承載特性研究”,開展齒輪表面微織構(gòu)設(shè)計及力學(xué)特性研究。本文以表面微織構(gòu)設(shè)計形式的多樣性、無規(guī)則性為主要研究目標,提出基于分形理論的齒面構(gòu)形設(shè)計,開展齒面分形織構(gòu)理論模型研究;通過借助于分形維數(shù)為依據(jù)的分形織構(gòu)評價準則,考慮分形維數(shù)的齒面接觸承載模型、法向阻尼模型和法向剛度模型,實現(xiàn)對齒輪表面的分形織構(gòu)設(shè)計;利用MATLAB仿真發(fā)現(xiàn),分形維數(shù)在1.5左右時,齒面具有最強的承載能力,在分形維數(shù)為1.65左右時,齒面具有較好的阻尼效果,另外,通過仿真分析發(fā)現(xiàn)分形維數(shù)在1.5時,法向剛度能夠達到最大值。由此可知,齒輪分形織構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)選擇分形維數(shù)在1.5左右的分形織構(gòu)模型,此區(qū)域的分形織構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)較好的齒輪力學(xué)特性;為了分析分形維數(shù)與粗糙度的聯(lián)系,利用SEM電鏡對7組機加工樣塊觀察發(fā)現(xiàn),分形維數(shù)能夠較好的表征中低加工表面的形貌特征;并且在相同粗糙度數(shù)值下,分形維... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的背景
    1.2 國內(nèi)外表面微織構(gòu)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀
        1.2.1 流體動壓潤滑理論
        1.2.2 仿生學(xué)理論
        1.2.3 分形理論
    1.3 研究內(nèi)容及意義
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 研究意義
第二章 分形織構(gòu)數(shù)學(xué)模型
    2.1 分形織構(gòu)模型創(chuàng)建
        2.1.1 謝爾賓斯基三角墊數(shù)學(xué)模型
        2.1.2 門格爾海綿數(shù)學(xué)模型
    2.2 分形織構(gòu)的相似維數(shù)
        2.2.1 相似維數(shù)的定義
        2.2.2 相似維數(shù)的計算
    2.3 參數(shù)化分形織構(gòu)建模
        2.3.1 分形IFS生成法
        2.3.2 三維分形織構(gòu)模擬
    2.4 本章小結(jié)
第三章 分形織構(gòu)齒面承載特性模型
    3.1 分形織構(gòu)接觸承載模型
        3.1.1 現(xiàn)有分形接觸模型
        3.1.2 單微凸體分形接觸模型
        3.1.3 島嶼密度分布函數(shù)修正
        3.1.4 考慮摩擦的曲面分形接觸模型
    3.2 分形織構(gòu)齒面剛度的計算模型
        3.2.1 齒輪嚙合數(shù)學(xué)模型
        3.2.2 法向剛度計算模型
    3.3 分形織構(gòu)齒面阻尼的計算模型
        3.3.1 微凸體應(yīng)變能
        3.3.2 法向阻尼計算模型
    3.4 本章小結(jié)
第四章 分形維數(shù)衡量織構(gòu)復(fù)雜程度的實驗驗證
    4.1 機加工表面的分形維數(shù)計算方法
        4.1.1 結(jié)構(gòu)函數(shù)法
        4.1.2 盒計數(shù)法
    4.2 二維分形維數(shù)分析
        4.2.1 二維分形維數(shù)的測量
        4.2.2 二維分形維數(shù)與粗糙度的關(guān)系
    4.3 三維分形維數(shù)分析
        4.3.1 三維分形維數(shù)的測量
        4.3.2 三維分形維數(shù)與粗糙度的關(guān)系
    4.4 本章小結(jié)
第五章 考慮齒面承載特性的分形織構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
    5.1 分形織構(gòu)接觸承載特性的仿真分析
        5.1.1 分形維數(shù)對承載能力的影響
        5.1.2 摩擦系數(shù)對承載能力的影響
        5.1.3 材料特性參數(shù)對承載能力的影響
        5.1.4 粗糙度幅值對承載能力的影響
        5.1.5 小結(jié)
    5.2 分形織構(gòu)齒面法向阻尼的仿真分析
        5.2.1 曲率半徑對法向阻尼的影響
        5.2.2 摩擦系數(shù)對法向阻尼的影響
        5.2.3 分形維數(shù)對法向阻尼的影響
        5.2.4 材料特性參數(shù)對法向阻尼的影響
        5.2.5 粗糙度幅值對法向阻尼的影響
        5.2.6 嚙合方式對法向阻尼的影響
        5.2.7 小結(jié)
    5.3 分形織構(gòu)齒面法向剛度的仿真分析
        5.3.1 分形維數(shù)對法向剛度的影響
        5.3.2 粗糙度幅值對法向剛度的影響
        5.3.3 摩擦系數(shù)對法向剛度的影響
        5.3.4 材料特征參數(shù)對法向剛度的影響
        5.3.5 小結(jié)
第六章 齒面分形織構(gòu)的仿真分析
    6.1 齒面分形織構(gòu)的三維模型
    6.2 分形織構(gòu)的CFD分析
        6.2.1 齒面分形織構(gòu)的簡化模型
        6.2.2 分形織構(gòu)Fluent模型的設(shè)置及求解
    6.3 分形織構(gòu)動壓潤滑的結(jié)果分析
        6.3.1 謝爾賓斯基三角形織構(gòu)潤滑效果分析
        6.3.2 分形織構(gòu)與規(guī)則織構(gòu)對比分析
        6.3.3 不同分形織織構(gòu)對比分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 研究工作總結(jié)
    7.2 論文主要創(chuàng)新點
    7.3 今后工作展望
參考文獻
附錄1
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[2]面向環(huán)保的高速全自動冷鐓機優(yōu)化研究與系統(tǒng)實現(xiàn)[D]. 徐高春.上海大學(xué) 2011
[3]織構(gòu)化表面的潤滑計算模型及減摩特性研究[D]. 馬晨波.中國礦業(yè)大學(xué) 2010



本文編號：3635053