發(fā)布時間：2017-05-15 21:22

  本文關(guān)鍵詞：基于真實粗糙齒面的齒根彎曲應(yīng)力的有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在進行齒輪傳動有限元分析時,大多基于兩光滑齒面干接觸的假設(shè)建立有限元模型,這與齒輪傳動的實際工況有一定差異。首先,絕大多數(shù)齒輪傳動都在潤滑狀態(tài)下工作；此外,輪齒齒面都是凹凸不平的。這樣,輪齒接觸載荷勢必由潤滑油膜和齒面粗糙峰的直接碰撞共同承擔。因此,在分析齒輪彎曲疲勞應(yīng)力時,應(yīng)考慮潤滑油膜與齒面粗糙度的綜合影響。 本文首先利用粗糙度輪廓儀實測了試塊表面粗糙度;接著,應(yīng)用傅里葉變換獲得了齒面粗糙度函數(shù)并將其疊加至油膜厚度方程中；然后,采用多重網(wǎng)格法等算法獲得了粗糙齒面壓力分布。另一方面,在Pro/E中進行齒輪參數(shù)化建模,并通過數(shù)據(jù)接口導(dǎo)入ANSYS中建立了有限元模型；之后,以粗糙齒面壓力分布作為加載項,以三組中載齒輪傳動為算例,分別求得了輪齒沿嚙合線五個特殊點嚙合時所對應(yīng)的最大齒根彎曲應(yīng)力。在此基礎(chǔ)上,又以僅適用于光滑表面干接觸的Hertz壓力作為加載項,數(shù)值計算了三個算例的彎曲應(yīng)力,并將上述兩種加載方式的計算結(jié)果與按照現(xiàn)行齒輪強度設(shè)計理論算得的齒根彎曲應(yīng)力值做了比較,獲得了如下研究結(jié)論： 1.以粗糙齒面壓力作為加載項所產(chǎn)生的齒根彎曲應(yīng)力沿齒輪傳動嚙合線呈現(xiàn)先增大后減小之規(guī)律；除嚙入點外,其他各特殊嚙合點處齒根受壓側(cè)應(yīng)力大于受拉側(cè)；最大齒根彎曲應(yīng)力出現(xiàn)在單齒嚙合變雙齒嚙合的臨界點。因此,在進行齒輪彎曲疲勞強度設(shè)計時,應(yīng)以此特殊嚙合點作為危險點進行設(shè)計校核。 2.以Hertz壓力作為加載項所算得的最大齒根彎曲應(yīng)力小于粗糙齒面壓力作為加載項時的分析結(jié)果。 3.按照現(xiàn)行漸開線圓柱齒輪承載能力計算國家標準(GB3840-1997)所算出的最大齒根彎曲應(yīng)力大于上述兩種加載方式的計算結(jié)果。這說明按照現(xiàn)行設(shè)計理論進行齒輪彎曲疲勞強度設(shè)計與校核是偏安全的。 4.以粗糙齒面壓力作為加載項建立的齒輪有限元模型考慮了粗糙度效應(yīng)及潤滑效應(yīng)的綜合影響,比較符合實際工況,計算結(jié)果較為準確,它對完善齒輪傳動彎曲疲勞強度設(shè)計理論具有積極意義。 本文的創(chuàng)新之處是在探討齒根疲勞應(yīng)力時考慮了潤滑油膜與齒面粗糙度的綜合影響。 本文不足之處是有限元模型加載時的簡化處理與輪齒接觸區(qū)的真實壓力分布仍有一定差異。
【關(guān)鍵詞】：潤滑油膜 實測粗糙度數(shù)據(jù) 齒根彎曲應(yīng)力 有限元分析
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-8
• 符號說明8-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 序言13
• 1.2 彈流潤滑的數(shù)值計算13-16
• 1.2.1 直接迭代法13-14
• 1.2.2 逆解法14-15
• 1.2.3 牛頓法15
• 1.2.4 多重網(wǎng)格法15-16
• 1.3 齒輪強度的分析研究16-19
• 1.3.1 解析法17-18
• 1.3.2 試驗分析法18
• 1.3.3 數(shù)值計算法18-19
• 1.4 齒面摩擦力對輪齒應(yīng)力影響的研究19
• 1.5 輪齒應(yīng)力的有限元分析19-20
• 1.6 本文研究內(nèi)容及意義20-21
• 第二章 齒輪傳動模型的建立及其基本方程的構(gòu)建21-33
• 2.1 齒輪傳動潤滑模型的建立21-23
• 2.2 彈流潤滑基本方程23-29
• 2.2.1 Reynolds 方程23-24
• 2.2.2 粘度方程24-25
• 2.2.3 油膜厚度方程25-27
• 2.2.4 密度方程27
• 2.2.5 載荷方程27-28
• 2.2.6 能量方程28
• 2.2.7 熱傳導(dǎo)方程28-29
• 2.3 基本方程的量綱—化29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 彈流潤滑數(shù)值計算方法33-53
• 3.1 齒面壓力分布33-41
• 3.1.1 多重網(wǎng)格法基本原理33-37
• 3.1.2 方程的離散37-38
• 3.1.3 基本方程的缺陷方程38-39
• 3.1.4 壓力計算的松弛迭代39-41
• 3.2 齒面彈性變形的計算41-46
• 3.2.1 多重網(wǎng)格積分法的基本原理41-43
• 3.2.2 稀疏網(wǎng)格積分43-44
• 3.2.3 稠密網(wǎng)格修正44-45
• 3.2.4 多層網(wǎng)格的推廣45-46
• 3.3 溫度場計算46-51
• 3.3.1 劃分網(wǎng)格46-47
• 3.3.2 逐列掃描法47-51
• 3.4 總體計算流程圖51
• 3.5 本章小結(jié)51-53
• 第四章 漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模53-59
• 4.1 Pro/ENGINEER 軟件簡介53
• 4.2 齒輪參數(shù)化建模53-57
• 4.3 本章小結(jié)57-59
• 第五章 直齒圓柱齒輪傳動有限元分析59-93
• 5.1 有限單元法概述59-61
• 5.2 有限元分析軟件ANSYS簡介61
• 5.3 齒輪有限元分析61-90
• 5.3.1 齒面粗糙度函數(shù)的構(gòu)建62-65
• 5.3.2 粗糙齒面壓力計算65-66
• 5.3.3 齒輪有限元模型的建立66-75
• 5.3.4 求解與后處理75-79
• 5.3.5 其他特殊嚙合點的分析計算79-87
• 5.3.6 計算結(jié)果分析87-90
• 5.4 不同加載方式計算結(jié)果的對比分析90-92
• 5.5 本章小結(jié)92-93
• 第六章 研究結(jié)論與展望93-95
• 6.1 主要研究結(jié)論93-94
• 6.2 本項工作研究不足以及今后研究展望94-95
• 參考文獻95-101
• 致謝101-103
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文103

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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10 湯中連;亓秀梅;高創(chuàng)寬;;齒面粗糙度對齒輪傳動接觸疲勞應(yīng)力的影響[J];潤滑與密封;2011年04期

  本文關(guān)鍵詞：基于真實粗糙齒面的齒根彎曲應(yīng)力的有限元分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：368926