本文關(guān)鍵詞：彈流潤(rùn)滑條件下直齒圓柱齒輪摩擦特性分析

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【摘要】：齒輪這一重要零件在機(jī)械工程中應(yīng)用相當(dāng)廣泛,相比于帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)等傳動(dòng)方式,齒輪傳動(dòng)具有其不可取代的優(yōu)點(diǎn)。但是,在實(shí)際應(yīng)用中,由于齒輪相互嚙合時(shí)存在碰撞和沖擊,導(dǎo)致齒輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲；另外,齒輪嚙合過(guò)程中反復(fù)受到載荷和變化著的接觸應(yīng)力的作用,這也導(dǎo)致輪齒很容易發(fā)生齒根彎曲疲勞折斷和齒面點(diǎn)蝕,這些情況都會(huì)在一定程度上影響齒輪的傳動(dòng)效率、傳動(dòng)精度以及齒輪的使用壽命,因此,對(duì)于輪齒強(qiáng)度的研究是十分必要的。 漸開(kāi)線(xiàn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)是以Hertz理論為基礎(chǔ)進(jìn)行的接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì),而Hertz接觸理論是建立在光滑表面間無(wú)潤(rùn)滑、無(wú)摩擦的理想接觸狀態(tài)下的,這種假設(shè)和齒輪的實(shí)際工作情況還是存在較大的差距的。實(shí)際工況條件下的齒輪傳動(dòng)由于輪齒表面的粗糙度,傳動(dòng)過(guò)程的溫升和沖擊載荷等多種因素的影響,都使得傳動(dòng)齒輪處于彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑條件中。盡管大多數(shù)齒輪傳動(dòng)是在潤(rùn)滑條件下進(jìn)行的,但還是存在一定的摩擦,而摩擦?xí)饑Ш陷嗛g的溫度、接觸壓力的變化,降低齒輪傳動(dòng)效率,縮短其使用壽命,摩擦引起的這些不良效應(yīng)是不容忽視的。 本文以漸開(kāi)線(xiàn)直齒圓柱齒輪為研究對(duì)象,通過(guò)有限元分析方法和數(shù)值分析方法相互結(jié)合的方式來(lái)研究齒輪傳動(dòng)。本文首先建立了齒輪彈流潤(rùn)滑的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法求解了油膜壓力、油膜厚度以及摩擦系數(shù)等,最后,對(duì)嚙合輪齒進(jìn)行有限元分析。本文主要做了如下工作： (1)本文結(jié)合了眾多學(xué)者的研究,根據(jù)漸開(kāi)線(xiàn)直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)形式和實(shí)際工作情況,建立漸開(kāi)線(xiàn)直齒圓柱齒輪潤(rùn)滑條件下的油膜厚度、油膜壓力和摩擦系數(shù)等關(guān)鍵因素的數(shù)學(xué)方程。 (2)在直齒圓柱齒輪彈流潤(rùn)滑的理論基礎(chǔ)上,編譯對(duì)應(yīng)的計(jì)算程序,利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算功能進(jìn)行數(shù)值求解,得到油膜厚度,油膜壓力以及摩擦系數(shù)等的相應(yīng)數(shù)值解,并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理和分析。 (3)以有限元分析軟件ANSYS為平臺(tái),將數(shù)值分析求得的油膜壓力和赫茲壓力分別作為載荷,對(duì)輪齒進(jìn)行應(yīng)力分析。
【關(guān)鍵詞】：直齒圓柱齒輪 彈流潤(rùn)滑 數(shù)值計(jì)算 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：延邊大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-14
• 第1章 緒論14-18
• 1.1 研究的目的及意義14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究概述15-17
• 1.2.1 齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑理論的發(fā)展15-17
• 1.2.2 齒輪傳動(dòng)有限元分析的發(fā)展17
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容17-18
• 第2章 齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑理論研究18-32
• 2.1 彈流潤(rùn)滑概述18
• 2.2 Hetrz接觸理論18-19
• 2.3 幾何模擬和彈性模擬19-21
• 2.4 參數(shù)轉(zhuǎn)換21-24
• 2.5 潤(rùn)滑油流變模型24
• 2.6 數(shù)學(xué)模型的確立24-31
• 2.6.1 基本方程24-29
• 2.6.2 方程的變換29-31
• 2.7 本章小結(jié)31-32
• 第3章 齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑理論的數(shù)值計(jì)算32-44
• 3.1 多重網(wǎng)格法求解齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑問(wèn)題32-39
• 3.1.1 Reynolds方程的離散及其缺陷方程33-34
• 3.1.2 油膜厚方程的離散34
• 3.1.3 載荷離散方程及其缺陷方程34
• 3.1.4 油膜壓力計(jì)算34-36
• 3.1.5 油膜溫度計(jì)算36-39
• 3.2 計(jì)算參數(shù)39-40
• 3.3 結(jié)果與討論40-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 直齒圓柱齒輪有限元分析44-56
• 4.1 齒輪建模44-46
• 4.2 設(shè)置相關(guān)參數(shù)和網(wǎng)格化46-47
• 4.3 施加載荷及約束47-48
• 4.4 特殊嚙合點(diǎn)處的有限元分析48-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 結(jié)論和展望56-58
• 5.1 本文的研究結(jié)論56
• 5.2 本文的不足和展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 作者在攻讀碩士期間發(fā)表的論文61-62
• 致謝62

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1011342