本文關(guān)鍵詞：重載齒輪傳動的齒面粗糙度效應(yīng)探析

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【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)水平的不斷提高,重載齒輪傳動在機(jī)械傳動中占有越來越重要的地位。迄今為止,國內(nèi)外學(xué)者在齒輪傳動混合彈流潤滑研究領(lǐng)域做了大量工作,但絕大多數(shù)研究針對輕、中載狀況,涉獵重載齒輪傳動混合潤滑的研究成果鮮見報端。 在探討齒面粗糙度效應(yīng)時,研究者往往在齒面人為假設(shè)一個微凸體或者假定齒面粗糙波呈正弦(余弦)分布,雖然這在很大程度上降低了計(jì)算難度,但與齒面粗糙度實(shí)際分布有較大出入。鑒此,本文首先借助青島理工大學(xué)所屬的粗糙度輪廓測量儀測得了具有不同紋理方向的多組試件的表面粗糙度；然后運(yùn)用傅里葉非線性變換擬合出表面粗糙度相關(guān)函數(shù)方程,并將其整合到對膜厚方程的求解中,此時求解彈流潤滑的齒輪傳動模型基本建立�；诖四Ｐ�,在保持粗糙度數(shù)值固定不變的前提下,通過改變潤滑油黏度進(jìn)行了76組數(shù)值計(jì)算,從理論上探究了潤滑油黏度對重載齒輪傳動接觸應(yīng)力的影響；接著,通過改變粗糙度數(shù)值,分別針對齒面粗糙紋理方向呈縱、橫向兩種情況,進(jìn)行了40組對比數(shù)值計(jì)算,進(jìn)一步探析了粗糙度大小及其紋理方向?qū)X面油膜厚度與接觸應(yīng)力的影響�？偨Y(jié)研究結(jié)果,可以得到以下結(jié)論： (1)與現(xiàn)行齒輪傳動接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)所依據(jù)的Hertz分布相比,粗糙齒面壓力分布及油膜厚度均呈現(xiàn)劇烈波動,接觸區(qū)次表面出現(xiàn)明顯的應(yīng)力集中。粗糙度數(shù)值越大,這種波動和應(yīng)力集中的程度就越劇烈,且縱向紋理粗糙齒面的劇烈程度要大于橫向紋理粗糙齒面。 (2)在其它參數(shù)固定不變的前提下,輪齒接觸應(yīng)力隨著潤滑油黏度增大而減小。但粘度當(dāng)超過一定值時,輪齒接觸應(yīng)力幾乎不隨潤滑油黏度變化。 (3)當(dāng)粗糙紋理為縱向時,齒面平均油膜厚度要小于光滑齒面的膜厚值；而橫向紋理粗糙齒面的平均油膜厚度反而大于光滑接觸的相應(yīng)值。粗糙度數(shù)值越大,粗糙齒面與光滑齒面油膜厚度的差異就越大。例如,當(dāng)齒面粗糙度σ0.35(μmm)時,對于相同的潤滑油黏度,橫向紋理粗糙齒面平均油膜厚度要比縱向紋理粗糙齒面的膜厚值大10%以上。 (4)只要有粗糙度的存在,無論是橫向紋理還是縱向紋理,輪齒接觸區(qū)次表面主剪應(yīng)力最大值都大于光滑接觸時的相應(yīng)值。當(dāng)齒面粗糙度σ≤_0.06(μm)時,因齒面粗糙紋理方向不同所引起的應(yīng)力差異很��；當(dāng)σ0.06(μm)后,主剪應(yīng)力最大值與齒面粗糙度之間近乎成線性關(guān)系;且對于同一粗糙度數(shù)值,橫向粗糙紋理齒面的接觸應(yīng)力小于縱向粗糙紋理齒面的應(yīng)力值。 文末,還分別建立了輪齒接觸應(yīng)力與潤滑油黏度及齒面粗糙度之間的定量關(guān)系,并給出了橫向粗糙紋理齒面的潤滑效果要優(yōu)于縱向粗糙紋理齒面的研究結(jié)論。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)是基于實(shí)測的表面粗糙度數(shù)據(jù)探討了重載齒輪傳動的粗糙度效應(yīng),使得研究結(jié)果更具實(shí)際意義。不足之處是當(dāng)粗糙度數(shù)值較大時,數(shù)值計(jì)算難以收斂。
【關(guān)鍵詞】：實(shí)測粗糙度數(shù)據(jù) 重載齒輪傳動 粗糙紋理 油膜比厚
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 符號說明9-11
• 目錄11-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 引言14
• 1.2 彈流潤滑發(fā)展概述14-16
• 1.3 彈流潤滑數(shù)值計(jì)算方法的概述16-19
• 1.3.1 直接迭代法16-17
• 1.3.2 逆解法17
• 1.3.3 牛頓法17-18
• 1.3.4 多重網(wǎng)格法18
• 1.3.5 多重網(wǎng)格與Newton-Raphson耦合法18
• 1.3.6 高階間斷有限元法(CFD)18-19
• 1.3.7 遺傳算法19
• 1.4 彈流潤滑對齒輪接觸應(yīng)力的影響19-20
• 1.5 齒面粗糙度效應(yīng)研究20-21
• 1.6 本文研究工作21-22
• 1.7 本章小結(jié)22-24
• 第二章 齒輪潤滑模型及基本方程的構(gòu)建24-44
• 2.1 齒輪傳動潤滑模型24-28
• 2.1.1 綜合曲率半徑25-26
• 2.1.2 卷吸速度與滾滑比26-28
• 2.2 齒面粗糙度函數(shù)的建立28-30
• 2.3 彈流潤滑基本方程組30-38
• 2.3.1 潤滑油的流變學(xué)模型30-31
• 2.3.2 Reynolds方程31-32
• 2.3.3 黏度方程32
• 2.3.4 密度方程32-33
• 2.3.5 油膜厚度方程的建立33-35
• 2.3.6 載荷方程35-36
• 2.3.7 油膜內(nèi)剪切應(yīng)力方程36-37
• 2.3.8 能量方程以及界面方程37-38
• 2.4 基本方程的量綱一化38-42
• 2.5 本章小結(jié)42-44
• 第三章 數(shù)值計(jì)算方法44-64
• 3.1 齒面壓力分布的計(jì)算44-51
• 3.1.1 多重網(wǎng)格法的基本原理44-45
• 3.1.2 限制和延拓45-47
• 3.1.3 基本方程的離散及其缺陷方程47-49
• 3.1.4 壓力的松弛迭代49-51
• 3.2 多重網(wǎng)格積分法51-55
• 3.2.1 多重網(wǎng)格積分法概述51-52
• 3.2.2 計(jì)算彈性變形52-55
• 3.3 逐列掃描法55-62
• 3.4 本章小結(jié)62-64
• 第四章 數(shù)值計(jì)算結(jié)果與分析64-90
• 4.1 接觸區(qū)次表面應(yīng)力分布計(jì)算64-66
• 4.2 計(jì)算示例66-69
• 4.3 潤滑油黏度對齒輪傳動潤滑效應(yīng)的影響69-75
• 4.4 粗糙紋理方向?qū)X輪傳動潤滑效果的影響75-83
• 4.5 結(jié)果回歸分析83-88
• 4.5.1 接觸應(yīng)力τ_(max)與油膜比厚λ的關(guān)系83-84
• 4.5.2 粗糙齒面與光滑齒面油膜厚度比值h_(av)/h_(as)與λ之間關(guān)系的建立84-86
• 4.5.3 不同紋理粗糙齒面接觸應(yīng)力σ_(max)與粗糙度σ之間關(guān)系86
• 4.5.4 回歸方程的顯著性檢驗(yàn)86-88
• 4.6 本章小結(jié)88-90
• 第五章 研究結(jié)論與展望90-92
• 5.1 主要研究結(jié)論90-91
• 5.2 研究不足與展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-98
• 致謝98-100
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文100

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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本文編號：1134525