本文關鍵詞：齒輪熱變形對其振動特征的影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：漸開線作為最常用的齒廓曲線，由于它本身的特點，使齒輪副在嚙合點處存在相對滑動，產(chǎn)生的摩擦熱會造成齒面溫度的升高及熱變形，影響齒輪副的傳動性能。隨著對齒輪傳動精度要求的提高，這個問題引起了國內(nèi)外學者的廣泛關注。目前的研究可基本分為溫度場的計算與熱變形研究這兩個方向，而將齒輪熱變形與齒輪副振動特征相聯(lián)系的研究卻很少。針對這一問題，，本文將齒輪熱變形和齒輪動力分析結合起來，在對齒廓熱變形偏差進行計算的基礎上，分析了齒輪副在齒廓熱變形條件下的振動特征變化規(guī)律。具體研究內(nèi)容如下： 首先，建立了齒輪的ANSYS參數(shù)化模型，并用有限元法對齒輪穩(wěn)態(tài)溫度場的分布進行了計算，得出了穩(wěn)態(tài)溫度場的基本特征：最高溫度分布在嚙合面中心區(qū)域，且分布于較淺的熱表層，其余部位溫度分布較為平均；轉(zhuǎn)速等外界因素對最高溫度值有較大影響，但對于分布情況影響很小。 其次，根據(jù)平均節(jié)點溫度及齒輪溫度場的分布情況采用均勻溫度場模型對漸開線齒廓的熱變形進行計算，根據(jù)國家標準對齒廓總偏差、齒廓傾斜偏差、齒廓形狀偏差的變化量給出了具體的計算公式，并進行了實驗驗證。由此得出了漸開線齒廓的熱變形特性：沿齒根到齒頂，齒體呈現(xiàn)出偏向體外的傾斜正偏差。 最后，利用集中參數(shù)法建立了齒輪副的非線性振動方程，將熱變形引起的齒廓總偏差作為非線性模型中的誤差激勵進行計算，得出了熱變形齒廓總偏差對齒輪副振動特性的影響：在外界激勵不變的情況下，隨著熱變形偏差的增大，速度與加速度響應呈幅值增大的趨勢，整體振動響應從簡諧響應向亞諧響應轉(zhuǎn)變，但最終并未出現(xiàn)混沌運動。 本文的研究將齒輪的熱變形與齒輪副振動特征聯(lián)系起來進行了研究，得出的結論對于齒輪振動控制研究及齒輪修形設計有一定的指導意義。
【關鍵詞】：齒輪溫度場 熱變形 齒輪精度 非線性振動
【學位授予單位】：中國計量學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH132.413
【目錄】：

• 致謝6-7
• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 圖清單12-13
• 表清單13-14
• 1 緒論14-21
• 1.1 課題研究的背景及意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 齒輪本體溫度場及熱變形研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 齒輪非線性振動的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容19-20
• 1.4 本章小結20-21
• 2 齒輪溫度場及熱變形理論21-30
• 2.1 傳熱理論基礎21-23
• 2.1.1 熱傳導21-22
• 2.1.2 熱對流22-23
• 2.1.3 熱輻射23
• 2.2 齒輪的導熱微分方程及邊界條件23-27
• 2.2.1 齒輪導熱微分方程24
• 2.2.2 齒輪導熱邊界條件24-27
• 2.3 熱變形理論基礎27-29
• 2.4 本章小結29-30
• 3 齒輪本體溫度場有限元分析30-53
• 3.1 齒輪本體溫度場有限元計算方法30-32
• 3.2 齒輪熱載荷的計算32-40
• 3.2.1 漸開線齒輪嚙合特點32-33
• 3.2.2 齒面輸入熱的計算33-38
• 3.2.3 輪齒對流傳熱計算38-40
• 3.3 有限元模型的建立與求解40-52
• 3.3.1 齒輪參數(shù)化模型的建立41-44
• 3.3.2 齒輪有限元模型分析結果44-47
• 3.3.3 齒輪工況對溫度場的影響分析47-51
• 3.3.4 實驗結論51-52
• 3.4 本章小結52-53
• 4 溫升對漸開線齒廓精度的影響分析53-65
• 4.1 漸開線齒廓的熱變形特征53-55
• 4.2 漸開線齒廓的熱變形誤差計算55-59
• 4.2.1 熱變形齒廓總偏差的計算56-57
• 4.2.2 熱變形齒廓傾斜偏差的計算57-58
• 4.2.3 熱變形齒廓形狀偏差的計算58-59
• 4.3 實驗分析59-64
• 4.3.1 實驗儀器及測量原理59-61
• 4.3.2 實驗結果比對61-63
• 4.3.3 實驗結論63-64
• 4.4 本章小結64-65
• 5 齒輪熱變形對齒輪副運動特性的影響分析65-80
• 5.1 齒輪非線性動力學模型的建立66-69
• 5.2 齒輪非線性動力學方程的求解69-71
• 5.3 熱變形齒廓誤差對振動特性的影響分析71-79
• 5.3.1 振動特征的描述71-78
• 5.3.2 實驗結論78-79
• 5.4 本章小結79-80
• 6 總結與展望80-82
• 6.1 研究總結80-81
• 6.2 工作展望81-82
• 參考文獻82-85
• 作者簡歷85

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王春俠;基于MATLAB語言的非線性系統(tǒng)相空間分析[J];電氣傳動自動化;2003年06期

2 劉志全,沈允文,陳國定,蘇華;某直升機齒輪傳動系統(tǒng)的瞬態(tài)熱分析[J];航空動力學報;1999年03期

3 李素有 ,孫智民 ,沈允文;含間隙的斜齒輪副扭振分析與試驗研究[J];機械傳動;2002年02期

4 許翔,畢小平;車用齒輪傳動箱的傳熱仿真模型[J];機械傳動;2003年05期

5 李桂華,費業(yè)泰;溫度變化對圓柱齒輪齒形的影響[J];機械設計;2005年02期

6 李潤方,韓西,林騰蛟,鐘厲;齒輪系統(tǒng)耦合振動的理論分析與試驗研究[J];機械工程學報;2000年06期

7 張鎖懷,李憶平,丘大謀;齒輪耦合的轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)非線性動力特性的研究[J];機械工程學報;2001年09期

8 孫濤,沈允文,孫智民,劉繼巖;行星齒輪傳動非線性動力學方程求解與動態(tài)特性分析[J];機械工程學報;2002年03期

9 龍慧,張光輝,羅文軍;旋轉(zhuǎn)齒輪瞬時接觸應力和溫度的分析模擬[J];機械工程學報;2004年08期

10 王優(yōu)強,楊沛然,佟景偉,李鴻琦;漸開線直齒圓柱齒輪非穩(wěn)態(tài)熱彈流潤滑分析[J];機械工程學報;2004年09期

  本文關鍵詞：齒輪熱變形對其振動特征的影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：383452