齿轮齿面修形接触及热弹分析

发布时间：2017-04-27 02:07

  本文关键词：齿轮齿面修形接触及热弹分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：齿轮是机械系统中传递功率和运动的重要组成部分,其传动性能直接影响到机械产品的使用寿命、能源消耗、振动噪声及工作性能。随着工业快速发展,高速和重载已成为机械传动的主要发展趋势,这对齿轮的接触疲劳强度、抗胶合能力和运转性能提出了更高要求。目前,主要采用修形技术来提高齿轮的使用寿命和运转性能。针对传统的修形曲线,Bergseth(2010年)首次将更为优越的对数修形曲线运用到直齿轮修形中。受此启发,本文进一步深入研究了面向生产实践的直齿轮全齿面对数修形技术,并首次将对数曲线应用到斜齿轮修形中,通过Matlab编程,对修形齿轮进行接触分析及热弹分析,以评估对数修形的修形效果。本文第一部分阐述了齿轮修形及其力学性能和热弹性能研究的工程意义,概述了齿轮的种类、失效形式以及发展方向,总结了齿轮的修形技术、接触分析及热弹分析这三个方面的国内外研究进展。第二部分将对数修形曲线应用在渐开线直齿圆柱齿轮的修形设计上,建立了直齿轮接触力学模型以及面向加工制造的齿面坐标方程,编写了计算直齿轮修形前后任意啮合位置的接触应力及表层Mises应力场的通用程序,并对修形前后几个典型位置的数值结果进行分析比较,来探讨对数修形对直轮齿接触疲劳强度的影响。第三部分将对数修形曲线应用在渐开线斜齿圆柱齿轮的修形设计上,针对大重合度及小重合度两种情况,分别提出了接触线长度计算公式,在此基础上建立相应的接触力学模型、疲劳寿命模型和面向加工制造的齿面坐标方程,编写程序计算斜齿轮修形前后任意啮合位置的接触应力、表面层Mises应力场和相对疲劳寿命,来探讨对数修形对斜轮齿接触疲劳强度的影响。第四部分以渐开线直齿轮的对数修形为例,建立齿轮的热传导微分方程和热弹性力学基本方程,通过FFT和IFFT编程计算对数修形前后任意啮合位置的温度场和热弹性场,并探讨了转矩和转速变化对修形直齿轮的温度场和热弹性场的影响。第五部分是总结本文的主要研究内容,并指出本文所存在的缺点和不足,以此提出下一步的研究方向。
【关键词】：直齿轮 斜齿轮 接触应力 疲劳寿命 温度场 热弹性场
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 符号表13-15
• 1 绪论15-31
• 1.1 齿轮修形接触及热弹分析工程意义15-18
• 1.2 齿轮修形接触及热弹分析国内外研究进展18-30
• 1.2.1 齿轮修形技术研究18-24
• 1.2.2 齿轮接触分析研究24-27
• 1.2.3 齿轮热弹分析研究27-30
• 1.3 本文的主要内容30
• 1.4 小结30-31
• 2 对数修形直齿轮的接触分析31-51
• 2.1 前言31
• 2.2 直齿轮计算模型31-40
• 2.2.1 直齿轮弹性接触模型31-39
• 2.2.2 直齿轮齿面模型39-40
• 2.3 直齿轮计算结果分析40-49
• 2.3.1 未修形直齿轮接触分析40-44
• 2.3.2 对数修形直齿轮接触分析44-49
• 2.4 小结49-51
• 3 对数修形斜齿轮的接触分析51-74
• 3.1 前言51
• 3.2 斜齿轮计算模型51-59
• 3.2.1 小重合度斜齿轮弹性接触模型51-56
• 3.2.2 大重合度斜齿轮弹性接触模型56-58
• 3.2.3 斜齿轮疲劳寿命模型58-59
• 3.2.4 斜齿轮齿面模型59
• 3.3 小重合度斜齿轮计算结果及分析59-68
• 3.3.1 未修形斜齿轮的接触分析60-64
• 3.3.2 对数修形斜齿轮接触分析64-68
• 3.4 大重合度斜齿轮计算结果及分析68-73
• 3.4.1 修形前斜齿轮接触分析69-70
• 3.4.2 修形后斜齿轮接触分析70-72
• 3.4.3 修形后斜齿轮相对疲劳寿命分析72-73
• 3.5 小结73-74
• 4 对数修形直齿轮传动的热弹分析74-95
• 4.1 前言74
• 4.2 直齿轮计算模型74-79
• 4.2.1 直齿轮温度分析模型74-78
• 4.2.2 直齿轮热弹分析模型78-79
• 4.3 计算结果及分析79-94
• 4.3.1 未修形直齿轮热弹分析80-85
• 4.3.2 对数修形直齿轮热弹分析85-94
• 4.4 小结94-95
• 5 总结与展望95-97
• 5.1 本文完成的工作95
• 5.2 展望95-97
• 参考文献97-104
• 攻读硕士学位论文期间所取得的科研成果104

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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  本文关键词：齿轮齿面修形接触及热弹分析，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：329685