点蚀和剥落对齿轮扭转啮合刚度影响的研究

发布时间：2020-07-01 18:05

【摘要】： 齿轮是机械传动中应用最为广泛的零件,也是最容易出现故障的零件。目前,动力传动齿轮装置正沿着小型化、高速化、标准化方向发展,这对于齿轮传动特性提出了更高的要求。而齿轮啮合传递误差是造成齿轮传动系统噪声和振动的主要原因,其中齿轮扭转啮合刚度的变化加剧了齿轮的传递误差,特别是在齿轮有缺陷的情况下,引起系统的噪音和振动更大。因此,研究齿轮的扭转啮合刚度,对于理解齿轮产生传动误差和系统噪音的原因以及齿轮故障诊断具有深刻的意义。 三维有限元接触模型的建立是正确进行有限元分析的重要前提。本文采用ANSYS的APDL命令参数化建模,选用自底向上建模方式,采用自由划分与映射划分相结合,实现无缺陷与有缺陷直齿3D接触齿轮的精确建模。 计算齿轮的扭转啮合刚度必须分析接触问题。在对齿轮模型进行三维接触分析时,必须对齿轮进行正确加载,边界的约束和载荷施加位置的正确与否关系到问题是否得到求解。 根据扭转啮合刚度定义,分别计算了无齿面缺陷和有齿面缺陷的齿轮模型的扭转啮合刚度,研究了点蚀和剥落对齿轮扭转啮合刚度的影响。本文主要完成了以下几个方面的工作: 1.回顾了最近几十年研究者所建立的不同目的的齿轮数学模型和有限元模型。 2.根据齿轮传动的几何参数完成了齿轮在ANSYS环境下的精确建模,建立了相互啮合齿轮的有限元接触模型,模拟齿轮传动状态。 3.利用赫兹公式对渐开线齿轮的齿面接触应力进行了解析计算,并与渐开线直齿轮的接触应力的有限元分析进行比较,为计算齿轮的扭转啮合刚度奠定了基础。 4.通过连续旋转齿轮,改变其接触位置,计算了两种运行状态下,不同接触位置上的扭转啮合刚度。 5.研究含有局部点蚀和剥落和无局部点蚀和剥落齿轮的扭转啮合刚度的特性,比较有点蚀和剥落和无点蚀和剥落齿轮的扭转啮合刚度变化情况,得出分析结论。 6.建立了16自由度的齿轮副非线性动力学模型,分析了齿轮扭转啮合刚度在齿轮故障诊断中的应用。 最后对全文进行了总结和对以后工作的展望。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH132.41
【图文】：

利用式(3一2)所示的过渡曲线是由直角坐标系表示的，故可在ANSYS中直接生成，利用ANSYS的B一SPL工NE功能即可生成过渡曲线。在上述两种曲线生成后，轮齿的基本齿廓曲线建模完成。如图3一6所示。一一一图3一6齿廓曲线Fig3一 6Toothoutlineeurve3.3一个轮齿模型的ApDL实现通过以上的方法生成齿轮的齿廓曲线，利用镜像生成另外一边的齿廓线，再利用LARC命令生成齿顶圆弧。根据ANSYS的自底向上建模的方法，形成一个轮齿的实体模型，如图3一7所示。图3一7轮齿体的模型 F193一 7Onegeartoothmodel

计算过程将无法进行。单元的内角大于1800，图3一10是三种常见的畸形网格，其中a单元的节点交叉编号，bc单元的两对节点重合，网格面积为零。34.一.10‘图3一10几种常见的崎形网格Fig3一 10Severaleommonabnormalnet3.4.4齿轮有限元模型的ApDL实现按上述的网格划分的原则、方法和步骤，综合考虑模型的计算经济性及网格的质量等问题，对齿轮进行网格划分。一个轮齿体的有限元模型如下图3一n所示。带带带图3一n一个轮齿体的有限元模型Fig3一 11TheFEmodelofonegeartooth将当前坐标系转到柱坐标系下，然后通过ANSYS阵列命令，即可生成一个齿轮的三维有限元模型。需要注意的是

【引证文献】

相关硕士学位论文 前3条

1 袁兴军;含有对称分支结构轴系异向振动特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 孙文婷;齿轮传动系统故障模拟方法的研究[D];太原理工大学;2011年

3 胡磊;齿轮箱振动响应分析与诊断技术研究[D];武汉理工大学;2012年

本文编号：2737101