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双渐开线齿轮接触特性研究

发布时间:2017-08-03 22:15

  本文关键词:双渐开线齿轮接触特性研究


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【摘要】:双渐开线齿轮是综合了渐开线齿轮和双圆弧齿轮优点的一种新型齿轮,其齿廓由两段相错的渐开线组成,两段渐开线之间以一段过渡曲线连接,齿顶与齿根两段渐开线成分阶式布置。由于齿腰处不接触,双渐开线齿轮避免了在节点处过早点蚀的可能。同时,由于齿根增厚,双渐开线齿轮弯曲强度增大。近年来双渐开线齿轮弯曲强度计算研究已比较深入,但齿面接触强度的研究还是薄弱环节。目前的接触强度计算仍旧采用普通渐开线斜齿轮接触强度计算公式,实践中发现其中存在较大偏差。对接触强度的研究也是在理想状态下进行,忽略了齿面摩擦力对齿面接触疲劳强度的影响,这严重制约了双渐开线齿轮的发展应用。本文综合考虑齿面摩擦与啮合刚度的影响,对双渐开线齿轮进行接触分析,研究双渐开线齿轮齿面摩擦特性与接触特性。具体研究内容如下:(1)建立双渐开线齿轮简化模型,分析简化模型几何特性,计算双渐开线齿轮啮合线长度、接触线长度。基于三维参数化建模技术,建立双渐开线齿轮三维参数化模型。(2)建立双渐开线齿轮静态接触有限元模型,进行静态接触有限元分析,与渐开线齿轮进行对比,分析这一新型齿轮齿面接触应力分布状况。考虑齿面摩擦与啮合刚度对双渐开线齿轮进行静态接触分析,分析齿面摩擦与啮合刚度对双渐开线齿轮静态接触特性的影响。(3)建立双渐开线齿轮动态接触有限元模型,对双渐开线齿轮进行动态接触有限元分析,与双渐开线齿轮静态接触有限元分析进行对比,分析双渐开线齿轮动态接触特点。考虑齿面摩擦与啮合刚度对双渐开线齿轮进行动态接触分析,分析齿面摩擦与啮合刚度对双渐开线齿轮动态接触应力的影响。(4)运用有限元法对双渐开线齿轮进行接触疲劳分析,与渐开线齿轮进行对比,分析双渐开线齿轮接触疲劳特性。考虑齿面摩擦与啮合刚度对双渐开线齿轮进行接触疲劳分析,分析齿面摩擦与啮合刚度对接触疲劳寿命的影响。
【关键词】:双渐开线齿轮 接触 摩擦 啮合刚度
【学位授予单位】:青岛科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TH132.41
【目录】:
  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-8
  • 符号说明8-9
  • 1 绪论9-21
  • 1.1 研究背景9-12
  • 1.2 研究现状12-18
  • 1.2.1 双渐开线齿轮研究现状12-13
  • 1.2.2 接触应力计算研究现状13-14
  • 1.2.3 齿轮接触有限元分析现状14-16
  • 1.2.4 齿轮参数化建模及简化模型研究现状16
  • 1.2.5 齿面摩擦研究现状16-17
  • 1.2.6 啮合刚度计算研究现状17-18
  • 1.3 研究意义18
  • 1.4 研究的主要内容18-21
  • 2 双渐开线齿轮啮合特性分析与三维模型建立21-31
  • 2.1 双渐开线齿轮简化模型21-22
  • 2.2 啮合线长度计算22-23
  • 2.3 接触线长度计算23-26
  • 2.3.1 最长接触线24-25
  • 2.3.2 啮入过程接触线25-26
  • 2.3.3 啮出过程接触线26
  • 2.4 双渐开线齿轮三维模型建立26-30
  • 2.4.1 齿轮模型建立27-29
  • 2.4.2 齿轮装配29-30
  • 2.5 本章小结30-31
  • 3 双渐开线齿轮静态接触有限元分析31-55
  • 3.1 双渐开线齿轮接触分析31
  • 3.2 双渐开线齿轮静态接触有限元分析31-37
  • 3.2.1 静力学分析基础31-32
  • 3.2.2 双渐开线齿轮静态接触有限元模型32-35
  • 3.2.3 齿轮接触应力对比分析35-36
  • 3.2.4 轮齿变形对比分析36-37
  • 3.3 载荷对齿面接触特性的影响37-40
  • 3.3.1 载荷对齿轮接触应力的影响37-38
  • 3.3.2 载荷对轮齿变形的影响38-40
  • 3.4 齿面摩擦对齿面接触特性的影响40-48
  • 3.4.1 齿面摩擦计算研究40-43
  • 3.4.2 齿面摩擦对接触应力的影响43-46
  • 3.4.3 齿面摩擦对轮齿变形的影响46-48
  • 3.5 啮合刚度对齿面接触特性的影响48-53
  • 3.5.1 啮合刚度计算研究48-49
  • 3.5.2 啮合刚度对接触应力的影响49-51
  • 3.5.3 啮合刚度对轮齿变形的影响51-53
  • 3.6 本章小结53-55
  • 4 双渐开线齿轮动态接触有限元分析55-65
  • 4.1 双渐开线齿轮动态接触有限元分析55-60
  • 4.1.1 瞬态动力学分析基础55
  • 4.1.2 双渐开线齿轮动态接触有限元模型55-57
  • 4.1.3 有限元分析结果57-60
  • 4.2 转速对动态接触应力的影响60
  • 4.3 负载对动态接触应力的影响60-61
  • 4.4 齿面摩擦对动态接触应力的影响61-62
  • 4.5 啮合刚度对动态接触应力的影响62-63
  • 4.6 本章小结63-65
  • 5 双渐开线齿轮接触疲劳有限元分析65-77
  • 5.1 接触疲劳分析65-68
  • 5.1.1 接触疲劳有限元模型65-68
  • 5.1.2 有限元分析结果68
  • 5.2 载荷对齿轮接触疲劳寿命的影响68-70
  • 5.3 齿面摩擦对齿轮接触疲劳寿命的影响70-73
  • 5.4 啮合刚度对齿轮接触疲劳寿命的影响73-75
  • 5.5 本章小结75-77
  • 结论与展望77-79
  • 参考文献79-83
  • 致谢83-85
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录85-86

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本文编号:616576

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