内啮合齿轮泵力学性能分析及轮齿疲劳寿命研究

发布时间：2017-05-30 23:08

  本文关键词：内啮合齿轮泵力学性能分析及轮齿疲劳寿命研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：内啮合齿轮泵在工业实际中应用广泛,其固定月牙板与外齿轮齿面间的润滑力学性能、齿轮的受力及寿命计算是齿轮泵应用及研究的重要方面,而目前国内外在这些方面的研究尚不够深入。本文建立了能够对内啮合齿轮泵月牙板与齿面间流体润滑的数值计算模型,选取LL4724型内啮合齿轮泵为对象进行数值计算研究,系统研究了压油腔压力、齿顶间隙、外齿轮转速、齿顶修缘量对内啮合齿轮泵月牙板与齿面间的油膜压力分布及周向流量的影响规律；以直齿渐开线圆柱齿轮为对象,通过对啮合过程进行分析,推导了轮齿啮合过程中轮齿挠曲变形和接触弹性变形的计算模型,构建了变形协调关系,建立了能够精确计算齿轮啮合过程齿面受力的计算模型,利用MATLAB软件进行编程,对所建立的力学模型进行了求解计算,结合具体实际算例,计算了啮合过程齿面受力、齿面接触应力和齿根弯曲应力变化规律；对齿轮泵外齿轮转轴的受力进行分析,建立了外齿轮转轴受力的力学模型,给出了外齿轮转轴受力的计算公式,得到了外齿轮转轴所受横向力及其方向随时间变化的规律,并结合具体算例深入研究了内啮合齿轮泵齿项间隙及进口压力对外齿轮转轴所受横向力及其方向的影响规律；确定了齿轮接触疲劳和弯曲疲劳发生的危险位置,结合实际算例,对齿轮啮合载荷谱、疲劳危险位置的接触应力谱和弯曲应力谱进行了计算和绘制,利用齿轮的σ-N曲线对齿轮疲劳寿命进行了具体的求解。本文的研究成果对内啮合齿轮泵的设计完善及进一步研究有借鉴意义。
【关键词】：内啮合齿轮泵 月牙板 润滑力学 轮齿受力 轮齿寿命
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH325
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 选题背景10-11
• 1.2 国内外文献综述11-22
• 1.2.1 齿轮泵技术发展进程11-12
• 1.2.2 齿轮泵的主要类型及性能12-15
• 1.2.3 流体润滑理论研究15-17
• 1.2.4 齿轮力学性能研究17-19
• 1.2.5 齿轮疲劳寿命研究19-22
• 1.2.6 文献综述小结22
• 1.3 研究内容22-24
• 第2章 齿轮泵齿顶与月牙板间的润滑力学计算方法24-34
• 2.1 引言24
• 2.2 润滑力学方程24
• 2.3 齿顶与月牙板间的几何模型24-26
• 2.4 齿顶与月牙板间区域网格的划分26
• 2.5 雷诺方程的数值求解26-30
• 2.5.1 雷诺方程的无量纲化26-27
• 2.5.2 差分计算的基本原理27-28
• 2.5.3 偏微分方程的离散化28
• 2.5.4 逐点松弛迭代28-29
• 2.5.5 边界条件及计算流程图29-30
• 2.6 齿轮泵性能的计算方法30-32
• 2.6.1 无量纲油膜合力的计算方法30
• 2.6.2 无量纲周向流量的计算方法30-31
• 2.6.3 无量纲摩擦力的计算方法31-32
• 2.7 本章小结32-34
• 第3章 齿顶与月牙板之间润滑力学性能计算研究34-43
• 3.1 引言34
• 3.2 齿顶间隙油膜压力分布34-35
• 3.3 齿顶间隙对齿顶与月牙板之间润滑力学性能的影响35-37
• 3.4 进口压力对齿顶与月牙板之间油膜的影响37-39
• 3.5 转速对齿顶与月牙板之间润滑力学性能的影响39-40
• 3.6 齿顶修缘对齿顶与月牙板之间间隙的润滑力学性能的影响40-42
• 3.7 本章小结42-43
• 第4章 内啮合齿轮泵外齿轮受力分析43-65
• 4.1 引言43
• 4.2 液体压力产生的径向力43-46
• 4.2.1 压油腔中液体压力产生的径向力44-45
• 4.2.2 齿顶与月牙板之间间隙油膜压力产生的径向力45-46
• 4.3 齿轮啮合过程的受力及变形分析46-53
• 4.3.1 渐开线内啮合圆柱齿轮传动状态分析46-47
• 4.3.2 基本力学模型47-49
• 4.3.3 轮齿变形分析49-53
• 4.4 算例分析53-59
• 4.4.1 渐开线轮齿载荷分布54-56
• 4.4.2 渐开线齿轮接触应力分布56-57
• 4.4.3 渐开线齿轮弯曲应力分布57-59
• 4.5 外齿轮转轴受力的计算研究59-63
• 4.5.1 外齿轮转轴受力分析59-60
• 4.5.2 算例分析60-61
• 4.5.3 齿顶间隙对外齿轮转轴受力及其角度的影响61-62
• 4.5.4 压油腔压力对外齿轮转轴受力及其角度的影响62-63
• 4.6 本章小结63-65
• 第5章 齿轮泵渐开线圆柱齿轮疲劳寿命分析65-78
• 5.1 引言65
• 5.2 齿轮疲劳危险位置的确定65-67
• 5.2.1 齿轮接触疲劳危险位置的确定65-67
• 5.2.2 齿轮弯曲疲劳危险位置的确定67
• 5.3 轮齿载荷谱和危险位置的应力谱67-73
• 5.3.1 载荷谱计算67-69
• 5.3.2 接触疲劳危险位置处应力谱计算69-72
• 5.3.3 弯曲疲劳危险位置处应力谱计算72-73
• 5.4 齿轮疲劳寿命计算方法73-77
• 5.4.1 疲劳寿命计算方法73-74
• 5.4.2 算例分析74-77
• 5.5 本章小结77-78
• 第6章 研究结论与展望78-80
• 6.1 研究结论78
• 6.2 研究展望78-80
• 参考文献80-84
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文84-85
• 致谢85

【参考文献】

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本文编号：408108