發(fā)布時間：2021-02-06 07:11

　　風電產業(yè)的迅速發(fā)展對風力發(fā)電機組齒輪箱運轉的穩(wěn)定性和可靠性提出了很高的要求。深入研究影響風電齒輪箱齒輪傳動的各因素,對提高齒輪承載能力及傳動平穩(wěn)性有一定的指導作用。本文以兆瓦級風力發(fā)電增速齒輪箱齒輪傳動系統(tǒng)為主要研究對象,運用非線性有限元法對其強度和平穩(wěn)性的兩個影響因素——齒廓修形和摩擦進行了研究。首先,介紹了斜齒輪有限元接觸理論,通過兩圓柱體接觸分析結果與經典赫茲理論計算結果的對比,驗證了ANSYS中接觸單元的有效性,為風電齒輪箱斜齒輪的接觸分析提供了理論依據。其次,根據漸開線齒輪嚙合原理得到漸開線方程、齒根過渡曲線方程及螺旋線方程,以此為基礎在CAD軟件中進行斜齒輪的三維建模,并導入ANSYS中進行接觸有限元分析。通過對文獻的研讀和兩種邊界截取模型的有限元分析結果對比,論證了本文模型邊界選取的合理性。然后,結合齒廓修形理論,根據接觸仿真結果確定斜齒輪的齒項修形量。使用兩種修形曲線對斜齒輪進行修形,通過修形效果的對比確定了適合特定工況下的風電齒輪箱齒輪修形曲線。齒輪修形前后的有限元接觸分析結果表明,齒廓修形能有效改善輪齒接觸應力分布,消除應力集中,提高齒輪接觸強度,并降低由基節(jié)誤差引... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 國內外研究概況及發(fā)展趨勢
        1.2.1 齒輪強度計算的研究概況
        1.2.2 齒輪接觸分析的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內容
2 斜齒輪接觸理論及其有限元方法
    2.1 經典接觸力學方法
    2.2 接觸分析有限元法思想
        2.2.1 有限單元法
        2.2.2 接觸有限元分析
    2.3 ANSYS有限元軟件的接觸分析
        2.3.1 ANSYS的接觸類型與接觸方式
        2.3.2 ANSYS的接觸算法
    2.4 本章小結
3 斜齒輪有限元接觸分析
    3.1 赫茲單元有效性驗證
        3.1.1 兩圓柱接觸的Hertz理論計算
        3.1.2 兩圓柱接觸有限元計算
    3.2 斜齒輪有限元模型的建立
        3.2.1 斜齒輪幾何模型的建立
        3.2.2 斜齒輪有限元模型的截取、網格劃分、接觸對定義及邊界條件
    3.3 斜齒輪接觸仿真分析結果及討論
        3.3.1 第一種模型截取方式齒輪接觸仿真結果
        3.3.2 第二種模型截取方式齒輪接觸仿真結果
        3.3.3 兩種邊界截取方式仿真結果對比
    3.4 本章小結
4 齒廓修形齒輪的接觸分析
    4.1 齒廓修形理論
    4.2 齒廓修形參數確定
        4.2.1 齒頂修形量
        4.2.2 修形曲線的確定
        4.2.3 修形高度的確定
    4.3 齒廓修形齒輪接觸分析
        4.3.1 分析模型
        4.3.2 齒廓修形齒輪接觸分析結果與討論
        4.3.3 齒廓修形對齒輪接觸強度的影響
    4.4 本章小結
5 考慮摩擦的齒輪接觸分析
    5.1 漸開線齒輪機構的齒間滑動摩擦力產生及規(guī)律
    5.2 摩擦力作用下的齒輪接觸應力計算
        5.2.1 嚙合斜齒輪端面受力分析
        5.2.2 考慮摩擦的主動輪輪齒接觸應力計算
    5.3 考慮摩擦力的齒輪接觸分析結果
        5.3.1 摩擦力對嚙合力的影響
        5.3.2 摩擦力對接觸應力的影響
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]變位漸開線齒輪的特征參數化建模研究[J]. 施火結,張翔.  機械設計. 2008(01)
[2]人字齒輪齒面應力的接觸元分析[J]. 謝最偉,吳新躍,陳艷鋒.  機械設計. 2007(10)
[3]考慮齒間滑動摩擦的齒輪接觸疲勞強度計算[J]. 廖海平,曾翠華.  機械設計與制造. 2007(09)
[4]有限元分析法及其軟件在齒輪接觸強度分析中的應用[J]. 武麗.  機械管理開發(fā). 2007(02)
[5]大型船用斜齒輪參數化建模及其接觸有限元分析[J]. 嚴國平,劉正林,朱漢華,費國標.  武漢理工大學學報(交通科學與工程版). 2007(02)
[6]基于ANSYS的直齒圓錐齒輪建模及動態(tài)接觸有限元分析[J]. 吳忠鳴,王新云,夏巨諶,胡國安.  機械傳動. 2005(05)
[7]齒輪接觸應力的進一步精確計算[J]. 劉鵠然,宋德玉,樓易,段富斌,CHAN C Y.  浙江科技學院學報. 2005(01)
[8]高速重載齒輪的有限元分析[J]. 王立華,李潤方,林騰蛟,李紹彬.  中國機械工程. 2003(20)
[9]基于精確模型的斜齒輪接觸應力有限元分析[J]. 楊汾愛,張志強,龍小樂,鮑務均.  機械科學與技術. 2003(02)
[10]基于子結構技術的復雜齒輪系統(tǒng)有限元三維接觸分析[J]. 田涌濤,李從心,佟維,吳昌華.  機械工程學報. 2002(05)

碩士論文
[1]基于接觸有限元分析的漸開線齒輪齒廓修形的研究[D]. 汪明民.大連理工大學 2007
[2]ZR軋機關鍵傳動部件的非線性有限元分析[D]. 賀文濤.武漢科技大學 2006
[3]航空減速器螺旋錐齒輪嚙合仿真分析[D]. 李源.國防科學技術大學 2005
[4]齒輪應力與變形精確分析中的有限元建模研究[D]. 周長江.中南大學 2004



本文編號：3020368