本文關(guān)鍵詞：漸開(kāi)線斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)摩擦學(xué)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 齒輪傳動(dòng) 潤(rùn)滑設(shè)計(jì) 強(qiáng)度設(shè)計(jì) 主動(dòng)摩擦學(xué)設(shè)計(jì)

【摘要】：據(jù)權(quán)威估計(jì),由摩擦磨損消耗的能源大約占到總能源的三分之一。近期研究表明,通過(guò)節(jié)約獲取的利益相當(dāng)于研發(fā)投入經(jīng)費(fèi)的50倍,這些節(jié)約不僅現(xiàn)實(shí)而且重要,它不需要投入大量資金。研究摩擦學(xué)之目的正在于減少表面摩擦磨損所造成的損失,從而提高生產(chǎn)效率,改善產(chǎn)品性能,減少零件失效,節(jié)約寶貴資源。 現(xiàn)行漸開(kāi)線圓柱齒輪傳動(dòng)接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)步驟往往是先依據(jù)赫茲(Hertz)理論確定輪齒主要尺寸,然后再對(duì)潤(rùn)滑條件進(jìn)行被動(dòng)驗(yàn)算,致使有的齒輪傳動(dòng)尤其是低速重載齒輪傳動(dòng)會(huì)因潤(rùn)滑不良而失效。因此,很有必要在強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)潤(rùn)滑條件進(jìn)行同步設(shè)計(jì)。此設(shè)計(jì)方法被稱為齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)摩擦學(xué)設(shè)計(jì)。 本文以Hertz理論和彈流潤(rùn)滑理論為基礎(chǔ),將現(xiàn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)與潤(rùn)滑設(shè)計(jì)公式有機(jī)耦合,建立了漸開(kāi)線斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)摩擦學(xué)設(shè)計(jì)模型；基于此模型,應(yīng)用VB語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)程序；然后,利用此程序,針對(duì)31種不同工況條件進(jìn)行了計(jì)算,從理論上分析了齒輪轉(zhuǎn)速、精度等級(jí)、傳遞功率(載荷)、潤(rùn)滑劑粘度、油膜比厚等因素對(duì)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)結(jié)果的影響。歸納本文研究?jī)?nèi)容,可得如下主要研究結(jié)果： 1.在保持齒輪精度等級(jí)、油膜比厚、潤(rùn)滑劑粘度等參數(shù)不變的前提下,小齒輪分度圓直徑d隨齒輪轉(zhuǎn)速ｎ的增大而減小。當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)速較低時(shí),依據(jù)潤(rùn)滑設(shè)計(jì)與摩擦學(xué)設(shè)計(jì)模型計(jì)算所得d值隨著轉(zhuǎn)速ｎ的增大急劇減��；在中速狀態(tài)下,d隨ｎ的變化曲線較為平緩；對(duì)于高速傳動(dòng),基于三個(gè)設(shè)計(jì)模型的計(jì)算結(jié)果逐漸趨于一致。需要強(qiáng)調(diào)的是,在任何工況條件下,依據(jù)摩擦學(xué)設(shè)計(jì)模型的設(shè)計(jì)結(jié)果可同時(shí)滿足強(qiáng)度條件和潤(rùn)滑要求。 2.對(duì)于中、重載齒輪傳動(dòng)而言,當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)速ｎ較低時(shí),依據(jù)現(xiàn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)理論的計(jì)算結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足潤(rùn)滑要求,建議此時(shí)依照本文提出的摩擦學(xué)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)；當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)速ｎ較高時(shí),現(xiàn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)結(jié)果可基本滿足潤(rùn)滑要求；當(dāng)齒輪傳動(dòng)處于中速狀態(tài)時(shí),為了能滿足潤(rùn)滑要求,需對(duì)按現(xiàn)行強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)所得尺寸增大50%以上。 3.在保持齒輪轉(zhuǎn)速、精度等級(jí)、傳遞功率(載荷)、潤(rùn)滑劑粘度固定不變的前提下,基于潤(rùn)滑設(shè)計(jì)和摩擦學(xué)設(shè)計(jì)兩種模型所得d值隨著油膜比厚λ的增加近乎呈線性增大。 4.在相同的工況條件下,齒輪精度等級(jí)越高,小輪分度圓直徑d就越小,但齒輪精度等級(jí)對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的影響并不十分明顯。當(dāng)精度等級(jí)從7級(jí)增至6級(jí)時(shí),d值約減小10%左右。 5.隨著潤(rùn)滑劑粘度77的增大,小齒輪分度圓直徑d單調(diào)下降。尤其是當(dāng)粘度770.15(Pa·s)時(shí),d隨77的提高急劇減��；此后,d值下降趨勢(shì)非常緩慢。因此,在一定的工況條件下,一味追求使用高粘度潤(rùn)滑劑,只能取得事倍功半之效果。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)是開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)程序并建立了人機(jī)對(duì)話界面,只要給定齒輪傳動(dòng)基本參數(shù),應(yīng)用本程序即可在數(shù)秒鐘內(nèi)自動(dòng)完成漸開(kāi)線斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑設(shè)計(jì)與摩擦學(xué)設(shè)計(jì)。不足之處是在建立潤(rùn)滑設(shè)計(jì)模型時(shí),未能考慮齒面粗糙度效應(yīng)及齒面瞬態(tài)熱效應(yīng),直接影響了潤(rùn)滑設(shè)計(jì)模型的實(shí)用性。此外,在低速條件下,依據(jù)本文建立的摩擦學(xué)設(shè)計(jì)模型算出的齒輪尺寸偏大,這會(huì)明顯提高生產(chǎn)成本,而此成本是否遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于因齒輪傳動(dòng)使用壽命延長(zhǎng)所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益有待進(jìn)一步核算。
【關(guān)鍵詞】：齒輪傳動(dòng) 潤(rùn)滑設(shè)計(jì) 強(qiáng)度設(shè)計(jì) 主動(dòng)摩擦學(xué)設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-8
• 符號(hào)說(shuō)明8-11
• 目錄11-14
• 第一章 國(guó)內(nèi)外同類研究的綜述及本項(xiàng)研究概況14-26
• 1.1 彈流潤(rùn)滑理論的發(fā)展14-15
• 1.2 齒輪傳動(dòng)彈流潤(rùn)滑的研究15-17
• 1.3 摩擦學(xué)研究動(dòng)態(tài)、意義及其展望17-24
• 1.3.1 摩擦學(xué)研究發(fā)展動(dòng)態(tài)及其在工程中應(yīng)用17-19
• 1.3.2 摩擦學(xué)的研究意義19-20
• 1.3.3 齒輪傳動(dòng)摩擦學(xué)設(shè)計(jì)的研究動(dòng)態(tài)及其展望20-24
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容24-26
• 第二章 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)26-34
• 2.1 線接觸問(wèn)題的彈性力學(xué)基礎(chǔ)26-29
• 2.1.1 幾何模擬與彈性模擬26-28
• 2.1.2 接觸應(yīng)力與接觸尺寸28-29
• 2.2 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算29-33
• 2.3 本章小結(jié)33-34
• 第三章 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑設(shè)計(jì)及摩擦學(xué)設(shè)計(jì)34-48
• 3.1 彈流潤(rùn)滑的基本方程34-38
• 3.1.1 雷諾(Reynolds)方程34-35
• 3.1.2 分布?jí)毫ο碌膹椥宰冃畏匠?/span>35-38
• 3.1.3 載荷平衡方程38
• 3.1.4 潤(rùn)滑油密度方程38
• 3.1.5 粘度方程38
• 3.2 線接觸彈流潤(rùn)滑特點(diǎn)以及各參數(shù)對(duì)其影響38-40
• 3.2.1 彈流油膜的特點(diǎn)——壓力分布和油膜形狀38-39
• 3.2.2 各種工況參數(shù)對(duì)彈流潤(rùn)滑的影響39-40
• 3.3 彈流潤(rùn)滑問(wèn)題的有關(guān)理論及其方程40-43
• 3.3.1 Martin理論40-41
• 3.3.2 格魯賓理論41
• 3.3.3 道森(Dowson)——希金森(Higginson)理論41-42
• 3.3.4 楊沛然和溫詩(shī)鑄的最小膜厚計(jì)算42-43
• 3.4 潤(rùn)滑條件的判斷準(zhǔn)則及設(shè)計(jì)公式43-45
• 3.4.1 潤(rùn)滑條件的判斷準(zhǔn)則43-44
• 3.4.2 潤(rùn)滑設(shè)計(jì)公式44-45
• 3.5 摩擦學(xué)設(shè)計(jì)公式45-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 第四章 程序開(kāi)發(fā)及界面建立48-62
• 4.1 界面建立48-49
• 4.2 程序開(kāi)發(fā)49-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 第五章 設(shè)計(jì)示例及其結(jié)果分析62-80
• 5.1 計(jì)算實(shí)例62
• 5.2 不同傳遞功率時(shí)的計(jì)算結(jié)果及其分析62-73
• 5.2.1 功率P=100(KW)(對(duì)應(yīng)的赫茲應(yīng)力σ_H=0.74(Gpa))時(shí)的計(jì)算結(jié)果及其分析62-64
• 5.2.2 功率P=150(KW)(對(duì)應(yīng)的赫茲應(yīng)力σ_H=0.905(Gpa))時(shí)的計(jì)算結(jié)果及其分析64-66
• 5.2.3 功率P=210(KW)(對(duì)應(yīng)的赫茲應(yīng)力σ_H=1.07(Gpa))時(shí)的計(jì)算結(jié)果及其分析66-68
• 5.2.4 功率P=310(KW)(對(duì)應(yīng)的赫茲應(yīng)力σ_H=1.3(Gpa))時(shí)的計(jì)算結(jié)果及其分析68-70
• 5.2.5 功率P=360(KW)(對(duì)應(yīng)的赫茲應(yīng)力σ_H=1.4(Gpa))時(shí)的計(jì)算結(jié)果及其分析70-73
• 5.3 不同精度等級(jí)時(shí)的計(jì)算結(jié)果及其分析73-75
• 5.4 小輪直徑d與油膜比厚λ的關(guān)系75-77
• 5.5 小輪直徑d與環(huán)境黏度η的關(guān)系77-79
• 5.6 本章小結(jié)79-80
• 第六章 研究結(jié)論及展望80-82
• 6.1 主要研究結(jié)論80-81
• 6.2 本項(xiàng)工作研究不足及今后研究展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 致謝86-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文88

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 鮑培德;謝俊;尹小琴;楊啟志;馬履中;;內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)的彈流潤(rùn)滑[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2011年02期

2 朱漢華,周勁南,劉正林,嚴(yán)新平;摩擦學(xué)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及其應(yīng)用實(shí)例[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版);2003年02期

3 孫青云;齒輪摩擦學(xué)的研究現(xiàn)狀與展望[J];機(jī)械傳動(dòng);2003年03期

4 盧立新,闕師鵬,蔡瑩,張和豪;齒輪幾何參數(shù)對(duì)齒輪傳動(dòng)彈流潤(rùn)滑性能的影響[J];機(jī)械傳動(dòng);1998年01期

5 諸文俊,溫正忠,范順成;齒輪傳動(dòng)的摩擦學(xué)設(shè)計(jì)[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);1999年03期

6 溫詩(shī)鑄;我國(guó)摩擦學(xué)研究的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2004年11期

7 陳海真,曲慶文;高副傳動(dòng)摩擦學(xué)設(shè)計(jì)的探討[J];機(jī)械研究與應(yīng)用;2002年04期

8 張嗣偉;;綠色摩擦學(xué)的科學(xué)與技術(shù)內(nèi)涵及展望[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2011年04期

9 陳海真;基于摩擦學(xué)的齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)[J];農(nóng)機(jī)化研究;2005年05期

10 付振山;馮顯英;李蕾;張成梁;;鋼球滾子弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)彈流潤(rùn)滑分析[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2011年06期

，

本文編號(hào)：722490