准双曲面齿轮建模与接触疲劳分析

发布时间：2022-08-09 12:59

　　本文的工作是上汽通用五菱汽车股份有限公司课题“后桥总成可靠性及噪声性能优化研究”的重要组成部分。本文通过雨流计数法统计了微型轿车各工况实测载荷时间历程,编制了后桥减速器总成的输入扭矩载荷谱;建立了准双曲面齿轮三维模型,通过接触有限元分析,将扭矩谱转换成应力谱;采用疲劳分析方法,进行了准双曲面齿轮的接触疲劳寿命分析。本文的主要研究内容如下:（1）分析准双曲面齿轮的加工过程,计算准双曲面齿轮的切齿参数,求解准双曲面齿轮的齿面方程,建立准双曲面齿轮的三维模型。（2）对微型轿车后桥减速器总成的主被动齿轮（准双曲面齿轮副）各工况的输入扭矩实测载荷谱进行雨流计数,用概率知识统计分析了各工况载荷幅值与均值的分布规律。（3）引入模糊综合评判知识,综合考虑载荷谱编制的硬件条件、实验设备条件、实验材料性能、载荷谱谱型等各个因素,充分发挥专家的经验特长,计算出小载荷截除标准值。（4）研究各级路面载荷谱的谱型,在传统的八级载荷谱编谱方法基础上,实现载荷分级,充分考虑载荷循环的位置,编制了考虑载荷顺序效应的载荷谱。（5）采用有限元法进行准双曲面齿轮齿面接触应力的数值模拟,比较有限元计算结果与理论计算结果的差异,... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 本文研究的目的和意义
    1.2 国内外研究概况
        1.2.1 疲劳载荷谱编制
        1.2.2 随机载荷作用下齿轮疲劳分析
    1.3 本文研究的内容和创新点
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 创新点
第二章 准双曲面齿轮建模
    2.1 准双曲面齿轮概述
        2.1.1 准双曲面齿轮的几何参数
        2.1.2 准双曲面齿轮节点的运动参数
    2.2 准双曲面齿轮齿面数学模型
        2.2.1 切齿计算原理
        2.2.2 大齿轮的齿面方程
        2.2.3 小齿轮齿面方程
    2.3 准双曲面齿轮切齿参数计算
        2.3.1 成形法加工准双曲面齿轮大轮的切齿参数计算
        2.3.2 刀倾法加工准双曲面齿轮小轮的切齿参数计算
    2.4 三维建模
    2.5 本章小结
第三章 随机载荷的统计处理与载荷谱编制
    3.1 实测载荷时间历程分析统计
        3.1.1 双参数雨流计数法
        3.1.2 单一工况载荷分布规律研究与检验
            3.1.2.1 单一工况载荷分布规律研究
            3.1.2.2 幅值三参数威布尔分布检验
            3.1.2.3 均值正态分布检验
        3.1.3 多工况疲劳载荷的二维复合概率密度函数
    3.2 小载荷截除方法的研究
        3.2.1 模糊综合评判理论基础
        3.2.2 小载荷截除模糊综合评判体系的建立
            3.2.2.1 建立因素集
            3.2.2.2 建立评语集
            3.2.2.3 建立单因素评价矩阵
            3.2.2.4 建立权重系数集
            3.2.2.5 模糊综合评判
    3.3 考虑载荷顺序效应的载荷谱编谱方法研究
        3.3.1 载荷谱谱型的研究
        3.3.2 考虑载荷顺序的载荷谱编谱方法
            3.3.2.1 确定载荷的分布类型
            3.3.2.2 确定载荷谱的分级
            3.3.2.3 各级载荷频次的分配
            3.3.2.4 顺序载荷谱编制
    3.4 准双曲面齿轮疲劳载荷谱的编制
        3.4.1 截除小载荷
        3.4.2 计算载荷幅值的极大值
        3.4.3 计算载荷均值的最大值
        3.4.4 载荷分级
        3.4.5 载荷谱编谱
    3.5 本章小结
第四章 载荷谱转换
    4.1 接触应力有限元分析
        4.1.1 模型的网格划分
        4.1.2 齿面接触分析
            4.1.2.1 约束条件处理及载荷的施加
            4.1.2.2 ANSYS 接触算法、接触参数和求解选项的确定
        4.1.3 有限元分析与理论分析结果的比较
    4.2 扭矩载荷谱转换成齿轮齿面接触应力载荷谱
    4.3 本章小结
第五章 随机载荷作用下准双曲面齿轮寿命预测及分析
    5.1 P-Sa-Sm-N 曲面方程的建立
    5.2 疲劳累积损伤方法
        5.2.1 一维Miner 理论及模糊Miner 法的建立
        5.2.2 二维 Miner 理论及模糊 Miner 法的建立
    5.3 疲劳寿命分析
        5.3.1 准双曲面齿轮设计因素对疲劳寿命影响研究
            5.3.1.1 应力集中系数
            5.3.1.2 尺寸系数
            5.3.1.3 表面加工系数
            5.3.1.4 载荷放大系数
        5.3.2 准双曲面齿轮安装误差对接触疲劳寿命的影响
            5.3.2.1 安装偏置对准双曲面齿轮疲劳寿命的影响
            5.3.2.2 主动伞齿轮齿轮安装轴承的同轴度变化量对疲劳寿命的影响
            5.3.2.3 差速器壳安装轴承的撑开量对疲劳寿命的影响
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
作者攻硕士学位期间取得的成果



本文编号：3672602