空间固体润滑小模数齿轮传动承载能力试验研究

发布时间：2017-06-06 17:03

  本文关键词：空间固体润滑小模数齿轮传动承载能力试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为一种重要且被广泛使用的传动机构,齿轮在空间探测装置上具有重要的应用价值。随着空间探测任务的不断推进和拓展,人们对于空间中工作的齿轮性能要求进一步提高,轻质、高转速、小模数等对空间齿轮工作性能的要求逐渐进入科研人员的视野。本文即针对模数在1mm或以下,齿面采用固体膜进行润滑处理的空间用小模数齿轮的承载能力展开理论分析与试验研究。为进一步拓展小模数齿轮的地外空间应用做好准备。本文的工作主要可以划分为以下三个方面。首先,本文从小模数齿轮的传动特点入手,根据课题提出的技术要求,进行了小模数齿轮承载能力试验平台的结构设计并进行了加工制造;对试验平台所需的动力、负载以及传感器系统进行了选型和系统搭建;基于Lab VIEW编制了数据采集程序;并对试验平台展开有限元模态分析,对其动力学性能进行了检验。其次,基于勃洛克(Blok)闪温理论对齿轮传动过程中齿面闪现温度变化展开了分析;应用热网络法,对试验平台在一定工况条件下的稳态温度场分布展开研究;并在以上工作的基础上,分析了齿轮由于温升变形可能对齿轮承载能力造成的影响,并提出改进措施。最后,在以上工作的基础上,对齿轮的承载能力展开试验研究。通过对齿轮运动、力学过程的分解并结合上文的温度分析选用合适的固体润滑工艺方法和齿轮几何参数、材料参数;针对不同工况状态的齿轮承载能力展开研究并对失效的齿轮进行失效分析,得出进一步提高其承载能力的思路方法。
【关键词】：小模数齿轮 固体润滑齿轮 齿轮承载能力 齿轮温度分析
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 课题的背景及其研究意义与目的8-9
• 1.2 国内外研究现状9-16
• 1.2.1 齿轮失效问题研究现状9-11
• 1.2.2 空间齿轮固体润滑设计国内外研究现状11-13
• 1.2.3 齿轮轮齿温度分析国内外研究现状13-15
• 1.2.4 国内外研究现状分析15-16
• 1.3 本课题主要研究内容16-17
• 第2章 固体润滑小模数齿轮承载能力试验平台搭建17-34
• 2.1 小模数齿轮承载能力试验平台的结构设计17-22
• 2.1.1 试验平台的基本结构组成17-19
• 2.1.2 试验平台试验箱及其传动轴有限元模态分析19-22
• 2.2 小模数齿轮承载能力试验平台的系统设计22-28
• 2.2.1 试验平台的原动机及其控制器选型22-23
• 2.2.2 试验平台的负载选型及其控制与性能参数23-25
• 2.2.3 试验平台传感器的选型及其参数25-26
• 2.2.4 试验平台的数据采集硬件设备的选型及其性能参数26-27
• 2.2.5 力矩传感器的标定27-28
• 2.3 基于LabVIEW的试验平台数据采集程序的编制28-33
• 2.3.1 数据采集程序的功能设计及其程序流程图28-29
• 2.3.2 数据采集设备的LabVIEW底层DAQmx访问与数据写入实现29-31
• 2.3.3 整体LabVIEW数据采集程序设计31-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第3章 固体润滑小模数齿轮副及其试验系统热分析34-60
• 3.1 固体润滑小模数齿轮齿面闪温变化过程及其影响因素分析34-42
• 3.1.1 齿轮啮合点瞬时温升数学模型的建立34-40
• 3.1.2 齿面温升变化过程及其影响因素分析40-42
• 3.2 试验平台系统摩擦热源分析42-46
• 3.2.1 脂润滑滚动轴承摩擦热分析42-45
• 3.2.2 小模数固体润滑齿轮齿面热流量的计算45-46
• 3.3 基于热网络法试验平台温度场分析46-56
• 3.3.1 热网络模型的建立46-48
• 3.3.2 试验平台各组成部分热阻计算48-53
• 3.3.3 试验台热网络模型的建立及仿真53-56
• 3.4 固体润滑小模数齿轮几何温度变形计算56-59
• 3.4.1 在考虑温度变化情况下的齿轮侧隙确定56-58
• 3.4.2 温度升高对齿轮侧隙的影响58-59
• 3.5 本章小结59-60
• 第4章 空间固体润滑小模数齿轮承载能力试验60-75
• 4.1 小模数齿轮试样加工参数的确定60-62
• 4.1.1 小模数齿轮材料的选择60-61
• 4.1.2 小模数齿轮齿侧间隙的确定61
• 4.1.3 小模数齿轮齿厚偏差的确定61-62
• 4.2 小模数齿轮的固体润滑工艺参数选择62-66
• 4.2.1 轮齿啮合接触点的相对滑动速度63-64
• 4.2.2 固体润滑工艺参数选择64-66
• 4.3 小模数齿轮传动承载能力试验66-74
• 4.3.1 试验方案设计66-67
• 4.3.2 齿轮承载能力试验结果及其分析67-74
• 4.4 本章小结74-75
• 结论75-76
• 参考文献76-79
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果79-81
• 致谢81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 杨维垣;;空间机构分类及可靠性研究[J];航天器工程;1994年01期

2 孙首群;朱卫光;赵玉香;;渐开线轮齿温度场影响因素分析[J];机械设计;2009年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 刘永进;真空脂润滑传动系统中典型活动件温场分析[D];哈尔滨工业大学;2008年

  本文关键词：空间固体润滑小模数齿轮传动承载能力试验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：426951