内齿圈过盈联结预应力对其齿根弯曲疲劳强度影响的研究

发布时间：2017-05-30 06:05

  本文关键词：内齿圈过盈联结预应力对其齿根弯曲疲劳强度影响的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在大型的行星传动齿轮箱中,为了减少成本和减小加工难度,通常将内齿圈与箱体过盈联结。但是,箱体与内齿圈过盈联结时,会对内齿圈产生预应力,该应力会对内齿圈的齿根弯曲疲劳强度产生很大的影响。在设计过盈联结的内齿圈时,如果按照普通齿轮的设计方法,会导致内齿圈齿根弯曲疲劳强度不够,造成内齿圈断齿或内齿圈工作寿命不达标,这样会增大齿轮箱的维修成本。因此,设计过盈联结的内齿圈时,必须考虑过盈联结预应力对内齿圈齿根弯曲疲劳强度的影响。本文主要研究内容如下:(1)基于5MW风电发电机偏航变桨减速器,当内齿圈与箱体过盈联结时,将内齿圈等效为厚壁内圆筒,在弹性范围内推导出内齿圈的预应力分布规律,得到内齿圈过盈联结切向预应力的理论曲线。根据计算的内齿圈过盈联结切向预应力公式,选取过盈量δ、内齿圈分度圆直径dd、结合面直径df、箱体外径d4和接触长度lf五个主要因素,确定出五因素四水平的正交试验方案。(2)根据正交试验的数据,以Solid Works为工具,建立内齿圈与箱体过盈联结的模型。以ABAQUS为工具,模拟内齿圈与箱体的过盈联结,分析得到内齿圈过盈联结预应力的仿真曲线。(3)采用X射线衍射方法展开实验,测量内齿圈与箱体过盈联结时内齿圈的预应力数值,得到内齿圈过盈联结预应力的实验曲线,对比理论曲线、仿真曲线和实验曲线,得到内齿圈过盈联结预应力公式的修正系数。(4)根据齿根弯曲疲劳强度的计算过程,将内齿圈的啮合载荷与过盈联结预应力对危险截面的载荷合成,得到修正的内齿圈弯曲疲劳强度条件式。(5)根据修正的内齿圈弯曲疲劳强度公式,基于Microsoft Visual C++编程语言开发过盈联结齿轮传动的参数设计软件,应用于过盈联结的齿轮传动设计。
【关键词】：风电齿轮箱 内齿圈 过盈联结预应力 齿根弯曲疲劳强度 X射线衍射实验 参数化设计
【学位授予单位】：湘潭大学
【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
• 物理量名称及符号表9-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究背景及意义11
• 1.2 过盈联结国内外研究情况11-13
• 1.3 齿轮过盈联结研究现状13-14
• 1.4 本文研究的主要内容14-17
• 第2章 内齿圈过盈联结预应力建模与实验方案设计17-29
• 2.1 过盈联结厚壁圆筒理论计算基础17-23
• 2.1.1 过盈联结厚壁圆筒应力与应变计算17-20
• 2.1.2 过盈联结厚壁圆筒的过盈量计算20-23
• 2.2 内齿圈过盈联结预应力的数学模型23-24
• 2.3 内齿圈过盈联结实验方案设计24-28
• 2.3.1 正交试验理论基础24-25
• 2.3.2 实验方案设计25-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 内齿圈过盈联结有限元分析29-55
• 3.1 ABAQUS系统简述29-30
• 3.2 接触问题的有限元分析方法介绍30-32
• 3.2.1 接触问题及其特点30-31
• 3.2.2 接触问题的有限元方法31-32
• 3.3 内齿圈与箱体过盈联结有限元分析模型32-36
• 3.3.1 研究对象与几何模型的创建32-33
• 3.3.2 定义材料属性及划分网格33-35
• 3.3.3 选取接触方式与摩擦系数35
• 3.3.4 定义位移与载荷边界条件35-36
• 3.3.5 定义分析类型与求解36
• 3.4 有限元模型验证36-38
• 3.5 内齿圈过盈联结预应力影响因素分析38-54
• 3.5.1 过盈量对预应力的影响分析38-42
• 3.5.2 内齿圈模数对预应力的影响分析42-45
• 3.5.3 结合直径对预应力的影响分析45-48
• 3.5.4 箱体外径对预应力的影响分析48-51
• 3.5.5 结合长度对预应力的影响分析51-54
• 3.6 本章小结54-55
• 第4章 内齿圈过盈联结预应力的测量55-65
• 4.1 X射线衍射实验基础55-57
• 4.2 内齿圈过盈联结的X射线衍射实验57-62
• 4.3 内齿圈过盈联结预应力测量结果分析62-63
• 4.4 本章小结63-65
• 第5章 过盈联结内齿圈齿根弯曲疲劳强度公式的修正65-69
• 5.1 齿根弯曲疲劳强度计算基础65-66
• 5.2 内齿圈齿根弯曲疲劳强度校核公式的修正66-68
• 5.3 本章小结68-69
• 第6章 过盈联结内齿圈设计软件系统开发69-79
• 6.1 Microsoft Visual C++语言69
• 6.2 过盈联结内齿圈设计软件整体方案69-73
• 6.2.1 输入条件和输出参数的确定69-70
• 6.2.2 设计软件的算法流程70
• 6.2.3 设计程序变量的处理70-73
• 6.3 过盈联结内齿圈设计软件开发73-75
• 6.4 计算实例75-78
• 6.5 本章小结78-79
• 总结与展望79-80
• 参考文献80-83
• 致谢83-84
• 附录84-88
• 读硕士期间所发表的论文与参与的科研项目88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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  本文关键词：内齿圈过盈联结预应力对其齿根弯曲疲劳强度影响的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：406501