齒輪傳動(dòng)動(dòng)態(tài)彈流潤(rùn)滑的數(shù)值計(jì)算模型研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-22 20:38
漸開(kāi)線齒輪在嚙合傳動(dòng)過(guò)程中,其輪齒剛度、接觸載荷、齒面速度和曲率半徑等沿嚙合線在始終變化著;同時(shí),由于齒輪制造、安裝誤差等原因不可避免地會(huì)產(chǎn)生動(dòng)載荷。所以說(shuō),齒輪嚙合屬于典型的動(dòng)態(tài)過(guò)程。而現(xiàn)行的齒輪接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)僅僅適用于靜態(tài)干接觸Hertz理論。因此,進(jìn)行齒輪動(dòng)態(tài)潤(rùn)滑研究對(duì)完善齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì)理論具有一定的理論意義。 本文的研究是建立在齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論基礎(chǔ)之上。首先采用系統(tǒng)分析法分析了輪齒接觸動(dòng)載荷沿齒輪傳動(dòng)嚙合線的分布;接著提出了與動(dòng)載荷相適應(yīng)的彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論;最后形成了齒輪傳動(dòng)動(dòng)態(tài)彈流潤(rùn)滑的數(shù)值計(jì)算模型。該計(jì)算模型的建立,無(wú)疑為后續(xù)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。分析、總結(jié)本文的主要工作,可以歸太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文納如下幾點(diǎn): 1.采用系統(tǒng)分析法建立了齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、橫向振動(dòng)及其禍合振動(dòng)的等效動(dòng)力學(xué)模型和相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程;計(jì)算了輪齒靜剛度、動(dòng)態(tài)嚙合剛度;分析了輪齒的齒形誤差、基節(jié)誤差對(duì)嚙合剛度的影響;給出了輪齒剛度及齒輪動(dòng)載沿傳動(dòng)嚙合線的分布。尤其是運(yùn)用Matlab中的Sim川ink求解齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程是本文的特色之一。 ...
【文章來(lái)源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:95 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
序言
1.1 齒輪潤(rùn)滑研究的歷史及現(xiàn)狀
1.2 齒輪動(dòng)力學(xué)研究的歷史及現(xiàn)狀
1.3 本課題的主要內(nèi)容、目的和意義
第二章 直齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立
2.1 直齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型建立的依據(jù)
2.2 直齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立
2.2.1 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)等效力學(xué)模型與動(dòng)力學(xué)方程
2.2.2 橫向振動(dòng)等效力學(xué)模型與動(dòng)力學(xué)方程
2.2.3 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)與橫向振動(dòng)的耦合動(dòng)力學(xué)方程
2.2.4 振動(dòng)方程物理量的求解
2.3 輪齒剛度的計(jì)算
2.3.1 輪齒剛度的概念
2.3.2 用當(dāng)量齒形法計(jì)算齒形參數(shù)
2.3.3 求輪齒撓度
2.3.4 動(dòng)態(tài)嚙合剛度
2.3.5 考慮齒輪誤差影響的輪齒嚙合剛度計(jì)算
2.3.6 輪齒誤差的模擬
2.4 齒輪的動(dòng)載計(jì)算
2.4.1 加速度的求解
2.4.2 動(dòng)載荷的計(jì)算
第三章 非牛頓流體線接觸熱彈流潤(rùn)滑理論
3.1 瞬態(tài)熱彈流潤(rùn)滑方程組
3.1.1 非牛頓非穩(wěn)態(tài)Reynolds方程
3.1.2 油膜內(nèi)剪應(yīng)力方程
3.1.3 油膜厚度方程
3.1.4 潤(rùn)滑劑粘度方程
3.1.5 潤(rùn)滑劑密度方程
3.1.6 能量方程
3.1.7 熱界面方程
3.1.8 載荷平衡方程
3.1.9 摩擦力方程
3.2 齒輪傳動(dòng)幾何運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算
第四章 非牛頓線接觸熱彈流潤(rùn)滑的數(shù)值計(jì)算
4.1 基本方程的無(wú)量綱化
4.1.1 雷諾方程
4.1.2 油膜內(nèi)剪應(yīng)力方程
4.1.3 油膜幾何方程(彈性變形方程)
4.1.4 潤(rùn)滑劑粘度方程(Roelands關(guān)系式)
4.1.5 潤(rùn)滑劑密度方程
4.1.6 載荷平衡方程
4.1.7 能量方程
4.1.8 熱界面方程
4.2 潤(rùn)滑方程的離散
4.2.1 在節(jié)點(diǎn)i上,無(wú)量綱雷諾方程的差分形式
4.2.2 計(jì)算等效粘度
4.2.3 離散形式的無(wú)量綱膜厚方程
4.2.4 離散形式的無(wú)量綱膜厚方程
4.3 彈流潤(rùn)滑問(wèn)題的多重網(wǎng)格解法
4.3.1 Reynolds方程的缺陷方程
4.3.2 無(wú)量綱膜厚在多重網(wǎng)格上的計(jì)算公式
4.3.3 各層網(wǎng)格上的載荷方程
4.3.4 壓力的松弛迭代
4.3.5 算例
4.4 能量方程的數(shù)值計(jì)算
4.4.1 速度場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算
4.4.2 無(wú)量綱能量方程的離散和求解
4.4.3 逆流區(qū)的迭代計(jì)算
4.5 熱界面方程的數(shù)值計(jì)算
第五章 非穩(wěn)態(tài)熱彈流問(wèn)題的總流程
第六章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
本文編號(hào):3512404
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摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
序言
1.1 齒輪潤(rùn)滑研究的歷史及現(xiàn)狀
1.2 齒輪動(dòng)力學(xué)研究的歷史及現(xiàn)狀
1.3 本課題的主要內(nèi)容、目的和意義
第二章 直齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立
2.1 直齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型建立的依據(jù)
2.2 直齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立
2.2.1 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)等效力學(xué)模型與動(dòng)力學(xué)方程
2.2.2 橫向振動(dòng)等效力學(xué)模型與動(dòng)力學(xué)方程
2.2.3 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)與橫向振動(dòng)的耦合動(dòng)力學(xué)方程
2.2.4 振動(dòng)方程物理量的求解
2.3 輪齒剛度的計(jì)算
2.3.1 輪齒剛度的概念
2.3.2 用當(dāng)量齒形法計(jì)算齒形參數(shù)
2.3.3 求輪齒撓度
2.3.4 動(dòng)態(tài)嚙合剛度
2.3.5 考慮齒輪誤差影響的輪齒嚙合剛度計(jì)算
2.3.6 輪齒誤差的模擬
2.4 齒輪的動(dòng)載計(jì)算
2.4.1 加速度的求解
2.4.2 動(dòng)載荷的計(jì)算
第三章 非牛頓流體線接觸熱彈流潤(rùn)滑理論
3.1 瞬態(tài)熱彈流潤(rùn)滑方程組
3.1.1 非牛頓非穩(wěn)態(tài)Reynolds方程
3.1.2 油膜內(nèi)剪應(yīng)力方程
3.1.3 油膜厚度方程
3.1.4 潤(rùn)滑劑粘度方程
3.1.5 潤(rùn)滑劑密度方程
3.1.6 能量方程
3.1.7 熱界面方程
3.1.8 載荷平衡方程
3.1.9 摩擦力方程
3.2 齒輪傳動(dòng)幾何運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算
第四章 非牛頓線接觸熱彈流潤(rùn)滑的數(shù)值計(jì)算
4.1 基本方程的無(wú)量綱化
4.1.1 雷諾方程
4.1.2 油膜內(nèi)剪應(yīng)力方程
4.1.3 油膜幾何方程(彈性變形方程)
4.1.4 潤(rùn)滑劑粘度方程(Roelands關(guān)系式)
4.1.5 潤(rùn)滑劑密度方程
4.1.6 載荷平衡方程
4.1.7 能量方程
4.1.8 熱界面方程
4.2 潤(rùn)滑方程的離散
4.2.1 在節(jié)點(diǎn)i上,無(wú)量綱雷諾方程的差分形式
4.2.2 計(jì)算等效粘度
4.2.3 離散形式的無(wú)量綱膜厚方程
4.2.4 離散形式的無(wú)量綱膜厚方程
4.3 彈流潤(rùn)滑問(wèn)題的多重網(wǎng)格解法
4.3.1 Reynolds方程的缺陷方程
4.3.2 無(wú)量綱膜厚在多重網(wǎng)格上的計(jì)算公式
4.3.3 各層網(wǎng)格上的載荷方程
4.3.4 壓力的松弛迭代
4.3.5 算例
4.4 能量方程的數(shù)值計(jì)算
4.4.1 速度場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算
4.4.2 無(wú)量綱能量方程的離散和求解
4.4.3 逆流區(qū)的迭代計(jì)算
4.5 熱界面方程的數(shù)值計(jì)算
第五章 非穩(wěn)態(tài)熱彈流問(wèn)題的總流程
第六章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
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本文編號(hào):3512404
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