失油状态下形貌面齿轮运行寿命的延长方法研究

发布时间：2017-04-20 12:12

  本文关键词：失油状态下形貌面齿轮运行寿命的延长方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：面齿轮作为武装直升机传动系统中一个核心部件,当直升机受到攻击润滑系统无法提供润滑油时,很容易使其传动系统失效进而造成机毁人亡的悲剧。如果提高了面齿轮在失油状态下的运转寿命也就提高了直升机战场上的生存空间。在润滑油不断流失的工程中,齿面温度会不断升高,随着温度的升高,齿轮接触表面发生粘结和过渡磨损。在传统的摩擦学理论中,提高抗粘结和抗磨损的方法一般都是:表面处理提高硬度、减少粗糙度、改善润滑性能等。然而这些方法的局限性很强,效果并不理想,本文则提出用表面微造型的方法来降低粘结和磨损,主要内容如下:根据插齿刀插齿加工面齿轮的原理,推导出面齿轮的齿面方程和过渡曲面方程,其次根据插齿加工不发生根切和齿顶变尖的条件,确定面齿轮的最小内径和最大外径,最后利用Matlab和Pro/e软件建立面齿轮的实体模型和具有齿面微形貌的面齿轮实体模型。通过ANSYS有限元软件,我们得出了单元凹坑形貌的直径、间距和深度对面齿轮齿面接触处压力和弹性变形的影响,通过结合油膜厚度方程同样得出了单元凹坑形貌各参数对面齿轮传动弹流润滑油膜厚度的影响,与光滑面齿轮相比,具有表面凹坑形貌的面齿轮具有更大的油膜厚度但同时也增大了接触压力。连通性关系着润滑油在表面的流动和储存,利用数学形态学算出了单元凹坑形貌的直径和间距对齿面连通性的影响,发现直径越大间距越小,连通性就越好。利用YDX9550A型齿轮齿面接触检测机进行面齿轮啮合传动实验,测出了表面凹坑形貌对面齿轮传动误差、噪音、摩擦温升和耐磨性的影响,与光滑的面齿轮相比,凹坑形貌的存在会稍微增大面齿轮传动系统的传动误差,但凹坑形貌的存在大大降低了传动噪音,而且具有表面凹坑形貌的面齿轮在传动过程中具有更少的摩擦温升和齿面磨损。
【关键词】：面齿轮 耐磨性 表面微形貌 油膜厚度 连通性 传动误差 噪音
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 面齿轮传动的特点及提高寿命方法10-13
• 1.2.1 面齿轮传动特点10-12
• 1.2.2 提高面齿轮传动寿命方法12-13
• 1.3 表面微形貌的研究现状13-17
• 1.3.1 表面微形貌的国内研究现状13-16
• 1.3.2 表面微形貌的国外研究现状16-17
• 1.4 论文课题来源及研究内容17-19
• 第二章 面齿轮实体建模19-30
• 2.1 面齿轮加工原理19-22
• 2.2 面齿轮齿面方程的推导22-23
• 2.2.1 啮合方程的推导22-23
• 2.2.2 正交面齿轮齿面方程的确定23
• 2.3 面齿轮几何尺寸的计算23-26
• 2.3.1 面齿轮最小内半径的确定23-25
• 2.3.2 面齿轮最大外径的确定25
• 2.3.3 齿根过渡区齿面方程25-26
• 2.4 面齿轮实体模型的生成26-29
• 2.5 小结29-30
• 第三章 齿面微形貌减摩机理的有限元分析研究30-46
• 3.1 基于ANSYS面齿轮传动三维接触有限元分析30-42
• 3.1.1 面齿轮齿面微形貌结构形状的设计30-31
• 3.1.2 面齿轮三维接触有限元模型及接触单元的建立31-34
• 3.1.3 面齿轮传动的边界条件、加载与求解设置34-35
• 3.1.4 计算结果与应力分析35-36
• 3.1.5 凹坑各参数对接触齿面弹性变形的影响36-40
• 3.1.6 凹坑各参数对接触压力的影响40-42
• 3.2 凹坑各参数对面齿轮润滑油膜厚度的影响42-44
• 3.2.1 面齿轮油膜厚度方程42
• 3.2.2 凹坑直径和间距对油膜厚度影响42-43
• 3.2.3 凹坑深度对油膜厚度的影响43-44
• 3.3 凹坑各参数对面齿轮齿面连通性的影响44-45
• 3.4 小结45-46
• 第四章 表面微形貌创成基础46-57
• 4.1 各种表面微形貌创成技术的介绍与比较46-49
• 4.2 常用激光器的类型49-51
• 4.3 激光表面微造型原理51
• 4.4 激光表面微造型质量影响因素51-53
• 4.5 面齿轮齿面微形貌的创成53-56
• 4.6 小结56-57
• 第五章 凹坑形貌面齿轮啮合传动实验研究57-68
• 5.1 实验所需设备介绍57-59
• 5.1.1 YDX9550A型齿轮齿面接触检测机57-58
• 5.1.2 红外线温度测量器58-59
• 5.2 试验前材料准备59-60
• 5.3 试验过程60-61
• 5.4 实验结果61-64
• 5.5 凹坑形貌对面齿轮传动误差和噪声的影响64-65
• 5.6 凹坑形貌对面齿轮齿面啮合温升和耐磨性的影响65-67
• 5.7 小结67-68
• 第六章 全文总结与展望68-70
• 6.1 全文总结68-69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-75
• 攻读学位期间主要成果75-76
• 论文致谢76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

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4 符永宏,叶云霞,张永康,蔡兰;用于显著改善摩擦副润滑状态的激光珩磨技术[J];机械工程学报;2002年08期

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1 马晨波;织构化表面的润滑计算模型及减摩特性研究[D];中国矿业大学;2010年

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本文编号：318675