【摘要】：齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是應(yīng)用最廣泛的一種動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置,其強(qiáng)度及使用壽命的研究一直受到人們的廣泛關(guān)注。而齒輪動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算一直采用的是動(dòng)態(tài)靜力方法,沒有反映齒輪傳動(dòng)工作狀態(tài)的本質(zhì)。近年來出現(xiàn)的齒輪故障多表現(xiàn)為齒輪的振動(dòng)破壞,齒輪振動(dòng)在齒輪內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力波是影響齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度和可靠性的一種具有隱藏性和破壞性的重要因素,因此需要進(jìn)一步完善齒輪的設(shè)計(jì)規(guī)范。本文首次將應(yīng)力波傳輸理論引入齒輪的強(qiáng)度計(jì)算,從而真正實(shí)現(xiàn)了齒輪的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算,為齒輪的應(yīng)力計(jì)算提供了一種有意義的新思路。 論文對彈性動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理論進(jìn)行了概述。作為基礎(chǔ)研究,分別以簡單的等截面直桿及矩形截面錐桿為分析對象,建立其波動(dòng)方程,并建立有限元模型研究其受到軸向,徑向,以及同時(shí)受軸向和徑向載荷幾種情況下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。 最后以直齒圓柱齒輪的輪齒為分析對象,利用UG軟件建立一對完整的直齒圓柱齒輪的3D嚙合模型,并利用LS-DYNA對齒輪嚙合過程中齒輪的動(dòng)應(yīng)力進(jìn)行了仿真研究。研究發(fā)現(xiàn):(1)實(shí)際得到的動(dòng)態(tài)應(yīng)力比較的大的地方主要集中在接觸處和齒根附近;(2)在較低的轉(zhuǎn)速下,利用波動(dòng)理論計(jì)算的動(dòng)應(yīng)力比較小,不會(huì)引起齒輪的破壞,而在較高轉(zhuǎn)速下,應(yīng)力值比低速時(shí)的值大,而且應(yīng)力值是隨著轉(zhuǎn)速的增大而增大的,當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一極限值時(shí),利用波動(dòng)理論計(jì)算的動(dòng)應(yīng)力甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過極限應(yīng)力,這表明在高速傳動(dòng)下按常規(guī)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)齒輪是不可靠的;(3)在較高轉(zhuǎn)速下,從仿真的結(jié)果來看,不僅有齒面接觸而且有齒背接觸,說明齒輪系統(tǒng)發(fā)生了脫嚙拍擊現(xiàn)象,而拍擊產(chǎn)生的沖擊載荷引起的動(dòng)應(yīng)力不容忽視,這進(jìn)一步表明在高速傳動(dòng)下齒輪的強(qiáng)度設(shè)計(jì)必須考慮應(yīng)力波傳遞的影響。
【圖文】：

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【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TH132.41

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本文編號：2650092