带式啮合介质齿轮传动的摩擦学研究

发布时间：2017-05-11 07:17

  本文关键词：带式啮合介质齿轮传动的摩擦学研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：齿轮传动具有传动效率高、传动比大、使用寿命长、承载能力强和结构紧凑等诸多优点，，所以是现今各类机械传动中应用最为普遍的一种传动形式。带式啮合介质齿轮传动是把一条封闭的环状柔性平带活套在从动大齿轮上，该柔性平带充当金属齿轮齿面间的啮合介质，由于介质带的存在使齿轮接触副由“高模量-高模量”的接触转化为“高模量-低模量”的接触，从而起到减振降噪、减小齿轮摩擦磨损、提高齿轮润滑性能的作用。随着计算机仿真技术的不断发展，人们对摩擦学研究越来越深入，摩擦学仿真技术得到了广泛的应用。本文针对带式啮合介质齿轮传动系统，从摩擦、磨损、润滑等方面进行了研究，论文主要研究内容有以下几个方面： 1．从理论上研究了固体的表面特性和金属齿轮与非金属介质带的表面接触特征，对介质带进行了受力分析，分析表明：介质带受到压应力、拉应力、摩擦力等几种类型的作用力，其失效形式主要是磨损失效和疲劳断裂失效。因此，找到一种抗拉、抗压、抗磨、耐热、耐油的介质带材料至关重要。 2．开展介质带与金属齿面间的摩擦、磨损机理的研究，研究表明：在带式啮合介质齿轮传动中，介质带是首先被破坏的零件；聚氨酯介质带的摩擦因数与法向载荷、切向载荷以及聚氨酯的弹性、粘弹性、强度和硬度等诸多因素有关；介质带的磨损过程是非常复杂的，它的产生机理并不单一，是由几种磨损形式共同作用的结果。磨损量的大小主要受摩擦副材料本身的特性、相对滑动速度、载荷及外界环境的影响。 3．对带式啮合介质齿轮传动的润滑理论进行研究，建立该新型齿轮传动的润滑模型，分析其润滑机理，并推导出油膜厚度计算公式，利用有限元分析软件在考虑油膜压力的基础上，对带式啮合介质齿轮传动进行应力分析，从而得到在油膜压力作用下轮齿应力沿啮合线的变化规律和最大齿根应力在轮齿啮合过程中的变化规律。 4．通过数值计算和有限元方法对带式啮合介质齿轮传动进行性能分析，并在ANSYS有限元分析软件上仿真实现，得到介质带的接触应力大小及分布情况。依据一定的假设条件和微凸体的几何特征，建立了磨损表面微凸体的物理、数学仿真模型。 5．研究发现，磨损主要发生在介质带上，通过ANSYS有限元仿真软件得到介质带的接触应力和接触变形量，由数值计算得到介质带的磨损量。仿真分析结果表明：介质带的磨损深度与它所受的应力成正比关系，介质带在啮合节点处磨损最严重。
【关键词】：齿轮传动 摩擦磨损 润滑 有限元分析
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 符号说明11-12
• 1 绪论12-22
• 1.1 齿轮传动国内外研究现状12-16
• 1.1.1 齿轮摩擦学特性研究12-13
• 1.1.2 齿轮磨损研究现状13-15
• 1.1.3 齿轮齿面润滑的国内外研究现状15-16
• 1.2 课题的提出及研究意义16-19
• 1.2.1 带式啮合介质齿轮传动的提出16-18
• 1.2.2 带式啮合介质齿轮传动的研究意义18-19
• 1.3 本文研究的目的及主要内容19-22
• 1.3.1 研究目的19
• 1.3.2 研究内容19-22
• 2 固体的表面特性和接触特征22-32
• 2.1 物体的表面形态22-25
• 2.1.1 表面形貌参数22-24
• 2.1.2 固体表面的几何特性24-25
• 2.2 金属的表层结构与表面性质25-26
• 2.3 金属与介质带表面的接触形态26-28
• 2.4 带式啮合介质齿轮传动磨损数学模型的建立28-31
• 2.5 本章小结31-32
• 3 带式啮合介质齿轮传动的摩擦磨损研究32-52
• 3.1 介质带的受力分析32-37
• 3.1.1 拉应力分析32-34
• 3.1.2 压应力分析34-37
• 3.1.3 摩擦力分析37
• 3.1.4 离心拉应力37
• 3.2 介质带与金属齿面间的摩擦37-43
• 3.2.1 聚氨酯磨合摩擦机理38
• 3.2.2 聚氨酯点接触摩擦机理38-42
• 3.2.3 犁削摩擦理论42-43
• 3.3 介质带材料的磨损理论43-50
• 3.3.1 磨损的定义及过程43-45
• 3.3.2 粘着磨损45-46
• 3.3.3 磨粒磨损46
• 3.3.4 疲劳磨损46-47
• 3.3.5 化学磨损47
• 3.3.6 磨损的影响因素47-50
• 3.4 本章小结50-52
• 4 带式啮合介质齿轮传动的润滑性能研究52-68
• 4.1 齿轮传动的润滑理论52-58
• 4.1.1 润滑膜流变特性52-54
• 4.1.2 齿轮弹流润滑的基本方程54-56
• 4.1.3 润滑膜压力形成的机理56-58
• 4.2 带式啮合介质齿轮传动润滑模型的建立58-60
• 4.3 带式啮合介质齿轮传动的弹流润滑分析60-62
• 4.4 带式啮合介质齿轮传动弹流润滑的仿真计算62-66
• 4.4.1 油膜压力的数值计算62-63
• 4.4.2 有限元模型的建立63-65
• 4.4.3 结果与分析65-66
• 4.5 本章小结66-68
• 5 带式啮合介质齿轮磨损的仿真分析68-86
• 5.1 数值计算的可行性68-69
• 5.2 带式啮合介质齿轮传动磨损模拟流程69-70
• 5.3 带式啮合介质齿轮接触有限元分析70-82
• 5.3.1 实体模型的建立70-72
• 5.3.2 有限元模型的建立72-76
• 5.3.3 有限元结果分析76-82
• 5.4 介质带磨损量的计算82-84
• 5.5 本章小结84-86
• 结论与展望86-88
• 参考文献88-92
• 致谢92-93
• 攻读硕士期间发表的学术论文目录93-94

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周美立;;齿轮疲劳磨损的研究[J];安徽工学院学报;1983年01期

2 朱波,王成国,蔡s

本文编号：356552