在汽車(chē)行駛過(guò)程中，汽車(chē)變速箱齒輪就成為了傳遞動(dòng)力的主要載體之一，但是，由于齒面長(zhǎng)期承受滾動(dòng)與滑動(dòng)交變的接觸應(yīng)力作用，使得齒根長(zhǎng)期承受彎曲應(yīng)力作用，輪齒次表層將出現(xiàn)疲勞裂紋的形核與擴(kuò)展，最終導(dǎo)致斷齒。這就將造成不可估量與不可挽回的人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全方面的損失，由此可見(jiàn)，增強(qiáng)汽車(chē)變速箱齒輪的抗疲勞性能對(duì)人民群眾的生產(chǎn)生活具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以工程仿生學(xué)的研究方法為基礎(chǔ)，采用激光表面熱處理技術(shù)在齒輪表面局部區(qū)域制備網(wǎng)格型仿生表面形態(tài)，進(jìn)而改善齒輪的抗疲勞性能，并應(yīng)用有限元軟件進(jìn)行數(shù)值分析，從多個(gè)方面研究仿生表面形態(tài)對(duì)齒輪抗疲勞性能的影響。 本文主要工作與結(jié)論如下： 根據(jù)工程仿生學(xué)的研究方法，設(shè)計(jì)了9組網(wǎng)格型仿生表面形態(tài)參數(shù)組合，并以CT—200Ⅱ數(shù)控激光刻花機(jī)作為實(shí)現(xiàn)仿生表面形態(tài)的主要設(shè)備，在齒輪表面局部區(qū)域制備仿生表面形態(tài)，也即在齒輪表面制備出了硬度較高的硬化層。 仿生表面形態(tài)齒輪的接觸疲勞試驗(yàn)：首先，根據(jù)試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法編排試驗(yàn)方案，然后，通過(guò)對(duì)輥試驗(yàn)來(lái)完成仿生表面形態(tài)參數(shù)的優(yōu)化選擇過(guò)程。應(yīng)用顯微鏡直接觀察法來(lái)探究仿生表面形態(tài)、試件表面疲勞損傷和點(diǎn)蝕率之間的變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表...

【文章頁(yè)數(shù)】：146 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
前言
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 齒輪疲勞失效的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.1.1 齒輪疲勞失效的機(jī)理與分類(lèi)
        1.1.2 國(guó)內(nèi)外提高齒輪抗疲勞性能的研究現(xiàn)狀
    1.2 本論文研究背景、目的和意義
    1.3 本論文研究的主要內(nèi)容
第2章 抗疲勞仿生表面形態(tài)的制備
    2.1 抗疲勞仿生表面形態(tài)的優(yōu)選
        2.1.1 仿生表面形態(tài)類(lèi)型的確定
        2.1.2 仿生表面形態(tài)參數(shù)的確定
    2.2 抗疲勞仿生表面形態(tài)的可控加工
        2.2.1 激光加工技術(shù)
        2.2.2 激光加工設(shè)備
        2.2.3 抗疲勞仿生表面形態(tài)的激光加工工藝
    2.3 激光加工前后表面層的應(yīng)力及硬度變化
        2.3.1 激光加工前后的應(yīng)力變化
        2.3.2 激光加工前后的硬度變化
    2.4 本章小結(jié)
第3章 仿生表面形態(tài)齒輪的接觸疲勞試驗(yàn)研究
    3.1 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度和可靠性計(jì)算
        3.1.1 接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
        3.1.2 齒輪試驗(yàn)載荷計(jì)算結(jié)果
    3.2 接觸疲勞的形態(tài)優(yōu)選試驗(yàn)
        3.2.1 試驗(yàn)方案的確定
        3.2.2 齒輪接觸疲勞的形態(tài)優(yōu)選試驗(yàn)
        3.2.3 試驗(yàn)結(jié)果及正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理
    3.3 最優(yōu)形態(tài)與光滑形態(tài)試件對(duì)比試驗(yàn)
        3.3.1 對(duì)輥試驗(yàn)機(jī)的對(duì)比試驗(yàn)
        3.3.2 齒輪臺(tái)架試驗(yàn)機(jī)的對(duì)比試驗(yàn)
    3.4 仿生表面形態(tài)抗接觸疲勞機(jī)理分析
    3.5 本章小節(jié)
第4章 仿生表面形態(tài)齒輪的彎曲疲勞試驗(yàn)研究
    4.1 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度和可靠性計(jì)算
        4.1.1 彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算
        4.1.2 可靠性計(jì)算
    4.2 齒輪彎曲疲勞試驗(yàn)
        4.2.1 試驗(yàn)方案的確定
        4.2.2 彎曲疲勞試驗(yàn)
        4.2.3 試驗(yàn)結(jié)果及正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理
    4.3 仿生表面形態(tài)抗彎曲疲勞機(jī)理分析
    4.4 本章小節(jié)
第5章 基于 MSC. Nastran 有限元軟件的仿生表面形態(tài)齒輪靜力學(xué)分析
    5.1 基于 MSC.Nastran 有限元軟件的靜力學(xué)問(wèn)題分析簡(jiǎn)介
        5.1.1 MSC.Nastran 靜力學(xué)分析簡(jiǎn)介
        5.1.2 MSC.Nastran 熱力學(xué)分析基本步驟
    5.2 普通齒輪的靜力學(xué)分析
    5.3 仿生表面形態(tài)齒輪的靜力學(xué)分析
    5.4 齒輪靜力學(xué)問(wèn)題的結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 基于 MSC.Nastran 有限元軟件的仿生表面形態(tài)齒輪動(dòng)力學(xué)分析
    6.1 基于 MSC.Nastran 的仿生表面形態(tài)齒輪動(dòng)力學(xué)分析簡(jiǎn)介
        6.1.1 MSC.Nastran 動(dòng)力學(xué)分析簡(jiǎn)介
        6.1.2 MSC.Nastran 動(dòng)力學(xué)分析基本步驟
    6.2 基于 MSC.Nastran 的瞬態(tài)頻率響應(yīng)分析
        6.2.1 齒輪的瞬態(tài)頻率響應(yīng)問(wèn)題
        6.2.2 普通齒輪的瞬態(tài)頻率響應(yīng)分析
        6.2.3 仿生表面形態(tài)齒輪的瞬態(tài)頻率響應(yīng)分析
        6.2.4 齒輪瞬態(tài)頻率響應(yīng)問(wèn)題的結(jié)果分析
    6.3 基于 MSC.Nastran 的瞬態(tài)沖擊響應(yīng)分析
        6.3.1 齒輪的瞬態(tài)沖擊響應(yīng)問(wèn)題
        6.3.2 普通齒輪的瞬態(tài)沖擊響應(yīng)分析
        6.3.3 仿生表面形態(tài)齒輪的瞬態(tài)沖擊響應(yīng)分析
        6.3.4 齒輪瞬態(tài)沖擊響應(yīng)問(wèn)題的結(jié)果分析
    6.4 基于 MSC.Nastran 的模態(tài)分析
        6.4.1 齒輪的模態(tài)問(wèn)題
        6.4.2 普通齒輪的模態(tài)分析
        6.4.3 仿生表面形態(tài)齒輪的模態(tài)分析
        6.4.4 齒輪模態(tài)問(wèn)題的結(jié)果分析
    6.5 本章小結(jié)
第7章 基于 MSC.Nastran 有限元軟件的仿生表面形態(tài)齒輪熱力學(xué)分析
    7.1 基于 MSC.Nastran 有限元軟件的熱力學(xué)問(wèn)題分析簡(jiǎn)介
        7.1.1 MSC.Nastran 熱力學(xué)分析簡(jiǎn)介
        7.1.2 MSC.Nastran 熱力學(xué)分析基本步驟
    7.2 齒輪熱力學(xué)問(wèn)題
        7.2.1 齒輪生熱的原因
        7.2.2 齒輪熱力學(xué)的研究現(xiàn)狀
    7.3 普通齒輪的熱傳導(dǎo)分析
    7.4 仿生表面形態(tài)齒輪的熱傳導(dǎo)分析
    7.5 齒輪熱傳導(dǎo)問(wèn)題的結(jié)果分析
    7.6 本章小結(jié)
第8章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    8.3 不足與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的科研成果
致謝
導(dǎo)師及作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3779371