齿轮传动动态弹流润滑的数值计算模型研究

发布时间：2021-11-22 20:38

　　渐开线齿轮在啮合传动过程中，其轮齿刚度、接触载荷、齿面速度和曲率半径等沿啮合线在始终变化着；同时，由于齿轮制造、安装误差等原因不可避免地会产生动载荷。所以说，齿轮啮合属于典型的动态过程。而现行的齿轮接触疲劳强度设计仅仅适用于静态干接触Hertz理论。因此，进行齿轮动态润滑研究对完善齿轮强度设计理论具有一定的理论意义。 本文的研究是建立在齿轮传动系统动力学及弹性流体动力润滑理论基础之上。首先采用系统分析法分析了轮齿接触动载荷沿齿轮传动啮合线的分布；接着提出了与动载荷相适应的弹性流体动力润滑理论；最后形成了齿轮传动动态弹流润滑的数值计算模型。该计算模型的建立，无疑为后续研究奠定了坚实的基础。分析、总结本文的主要工作，可以归太原理工大学硕士研究生学位论文纳如下几点: 1.采用系统分析法建立了齿轮传动系统的扭转振动、横向振动及其祸合振动的等效动力学模型和相应的动力学方程;计算了轮齿静刚度、动态啮合刚度;分析了轮齿的齿形误差、基节误差对啮合刚度的影响;给出了轮齿刚度及齿轮动载沿传动啮合线的分布。尤其是运用Matlab中的Sim川ink求解齿轮传动系统动力学方程是本文的特色之一。 ... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    序言
    1.1 齿轮润滑研究的历史及现状
    1.2 齿轮动力学研究的历史及现状
    1.3 本课题的主要内容、目的和意义
第二章 直齿轮传动系统动力学模型的建立
    2.1 直齿轮传动系统动力学模型建立的依据
    2.2 直齿轮传动系统动力学模型的建立
        2.2.1 扭转振动等效力学模型与动力学方程
        2.2.2 横向振动等效力学模型与动力学方程
        2.2.3 扭转振动与横向振动的耦合动力学方程
        2.2.4 振动方程物理量的求解
    2.3 轮齿刚度的计算
        2.3.1 轮齿刚度的概念
        2.3.2 用当量齿形法计算齿形参数
        2.3.3 求轮齿挠度
        2.3.4 动态啮合刚度
        2.3.5 考虑齿轮误差影响的轮齿啮合刚度计算
        2.3.6 轮齿误差的模拟
    2.4 齿轮的动载计算
        2.4.1 加速度的求解
        2.4.2 动载荷的计算
第三章 非牛顿流体线接触热弹流润滑理论
    3.1 瞬态热弹流润滑方程组
        3.1.1 非牛顿非稳态Reynolds方程
        3.1.2 油膜内剪应力方程
        3.1.3 油膜厚度方程
        3.1.4 润滑剂粘度方程
        3.1.5 润滑剂密度方程
        3.1.6 能量方程
        3.1.7 热界面方程
        3.1.8 载荷平衡方程
        3.1.9 摩擦力方程
    3.2 齿轮传动几何运动参数的计算
第四章 非牛顿线接触热弹流润滑的数值计算
    4.1 基本方程的无量纲化
        4.1.1 雷诺方程
        4.1.2 油膜内剪应力方程
        4.1.3 油膜几何方程(弹性变形方程)
        4.1.4 润滑剂粘度方程(Roelands关系式)
        4.1.5 润滑剂密度方程
        4.1.6 载荷平衡方程
        4.1.7 能量方程
        4.1.8 热界面方程
    4.2 润滑方程的离散
        4.2.1 在节点i上，无量纲雷诺方程的差分形式
        4.2.2 计算等效粘度
        4.2.3 离散形式的无量纲膜厚方程
        4.2.4 离散形式的无量纲膜厚方程
    4.3 弹流润滑问题的多重网格解法
        4.3.1 Reynolds方程的缺陷方程
        4.3.2 无量纲膜厚在多重网格上的计算公式
        4.3.3 各层网格上的载荷方程
        4.3.4 压力的松弛迭代
        4.3.5 算例
    4.4 能量方程的数值计算
        4.4.1 速度场的数值计算
        4.4.2 无量纲能量方程的离散和求解
        4.4.3 逆流区的迭代计算
    4.5 热界面方程的数值计算
第五章 非稳态热弹流问题的总流程
第六章 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录



本文编号：3512404