【摘要】： 隨著風(fēng)力發(fā)電向大功率發(fā)展，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組動(dòng)力裝置增速器提出了更高的要求。深入研究風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，特別是斜齒輪修形技術(shù)，對(duì)提高增速器齒輪傳動(dòng)的承載能力與傳動(dòng)平穩(wěn)性有理論指導(dǎo)意義。 本文針對(duì)大重減速機(jī)廠引進(jìn)的兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行消化研究，提出一種多齒對(duì)嚙合斜齒輪齒向修形技術(shù)，為開(kāi)發(fā)更大功率的風(fēng)機(jī)增速器提供技術(shù)支持。根據(jù)斜齒輪嚙合原理在ANSYS中建立斜齒輪三維參數(shù)化有限元分析模型，并采用接觸方法對(duì)斜齒輪嚙合載荷進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上結(jié)合齒輪共軛嚙合原理提出一種斜齒輪螺旋角修形方案。 首先，介紹了有限元接觸分析理論，為增速器斜齒輪嚙合載荷的接觸分析提供理論基礎(chǔ)。根據(jù)漸開(kāi)線齒輪嚙合原理推導(dǎo)出漸開(kāi)線方程、漸開(kāi)螺旋面方程、齒根過(guò)渡曲線方程及其重合度方程，以此為基礎(chǔ)在有限元分析軟件ANSYS中采用APDL建立斜齒輪三維參數(shù)化有限元模型，編寫VB程序?qū)τ邢拊Ｐ瓦M(jìn)行接觸面網(wǎng)格細(xì)化和輪齒修補(bǔ)操作，并建立接觸分析的接觸對(duì)，施加約束及載荷。 然后，結(jié)合嚙合斜齒輪的變形協(xié)調(diào)條件和力平衡條件建立節(jié)點(diǎn)力和嚙合變形的線性方程，從理論上分析斜齒輪的嚙合載荷分布，在此基礎(chǔ)上利用ANSYS有限元接觸分析計(jì)算斜齒輪多對(duì)齒嚙合的齒間載荷分配和齒面嚙合載荷分布，通過(guò)對(duì)比分析確定斜齒輪嚙合過(guò)程中存在偏載現(xiàn)象，并分析了接觸參數(shù)的選取對(duì)分析結(jié)果的影響。 最后，根據(jù)斜齒輪共軛嚙合原理分析存在偏載的原因，提出齒向修形方案——螺旋角修形。采用有限元接觸法對(duì)斜齒輪螺旋角修形量進(jìn)行優(yōu)化分析，確定最佳螺旋角修形量，并對(duì)螺旋角修形前后的強(qiáng)度進(jìn)行了分析對(duì)比。分析結(jié)果表明：斜齒輪嚙合載荷分布在螺旋角修形后得到很大改善，傳動(dòng)質(zhì)量有很大提高，證明本文采用有限元接觸分析進(jìn)行螺旋角修形是可行的。 對(duì)增速器斜齒輪載荷分布和齒向修形的研究對(duì)進(jìn)一步研究漸開(kāi)線斜齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)性能和綜合輪齒修形都具有參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。
【圖文】：

大齒輪和齒輪軸可視為等向性材料，，在ANSYS中選擇IsotroPic等向性材料。材料為合金鋼，彈性模量E;一 EZ==2.06x10，Mpa，泊松比召1一群 2==0.3，ANSYS中材料屬性的設(shè)置如圖3.9所示。根據(jù)彈性力學(xué)，剪彈性系數(shù)G與楊氏彈性模量E以及泊松比拜的關(guān)系如下:G二E2(1+;) (3.20)計(jì)算得:G· 7.6923x104MPa，大齒輪和齒輪軸齒輪均選用合金鋼17CrNIMo6.叫困瑙物巡腳咧側(cè)麟咖翻姍鷺黔考貧一月功時(shí)娜如睡少晰叫卿咖吟加啤鉀腳觸心“’護(hù)_一城頤呷吟‘些二之二畢口.目四例哈渾_一樸3三叫�！甠一1一~一!Hol圖3.9材料屬性 Fig.3.9Theattributeofthematerial3.2.3斜齒輪參數(shù)化模型的建立在ANSYS中采用APDL參數(shù)化語(yǔ)言建立斜齒輪模型，它與實(shí)體建模的不同就是模型的各種尺寸由參數(shù)表示，修改模型時(shí)只需改變模型對(duì)應(yīng)的參數(shù)就可，非常方便。而且參數(shù)化模型是通過(guò)程序的編寫生成的，與界面操作相比其建模效率較高。它的建模思想與其他常用的實(shí)體三維造型軟件的建模思想是一致的，首先根據(jù)上文的漸開(kāi)線曲線方程生成端面的漸開(kāi)線齒廓，生成輪齒的個(gè)數(shù)根據(jù)需要設(shè)定，并根據(jù)計(jì)算的過(guò)渡圓弧半徑生成對(duì)應(yīng)的過(guò)渡圓弧

大連理_!:大學(xué)碩十學(xué)位論文根據(jù)圖3.10生成的端面齒廓線生成端面齒廓面，由于斜齒輪齒向修形需要綜合考慮軸變形的影響，所以建立端面模型時(shí)還應(yīng)生成所有軸徑的圓周線，以便拖拉(Extrude)生成各個(gè)軸段的有限元模型。為了減小有限元網(wǎng)格的規(guī)模，在不影響有限元精度的情況下，根據(jù)斜齒輪嚙合重合度為4.4，即斜齒輪最多會(huì)有5個(gè)輪齒同時(shí)參與嚙合，在建立有限元模型時(shí)斜齒輪保留其中的5個(gè)輪齒。由于斜齒輪嚙合時(shí)單面接觸，為了細(xì)化網(wǎng)格的需要
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH132.41

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10 姚利盼;趙明v

本文編號(hào)：2629691