基于分形理论的内斜行星齿轮表面形貌及其刚度模型研究

发布时间：2017-06-07 16:02

  本文关键词：基于分形理论的内斜行星齿轮表面形貌及其刚度模型研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着汽车工业的飞速发展,自动变速器的应用越来越广泛,对自动变速器零部件的要求也越来越高。作为应用最广泛的自动变速器中的行星齿轮机构,其齿轮副的接触性能对变速器的影响尤其重要。 齿轮接触刚度的精确计算是轮齿修形、动态特性、故障诊断、寿命预测以及齿轮参数优化设计等研究的前提条件。 机械加工件的表面在微观上总是不可能为完全平整的,而当两构件组成运动副时,加工表面的微观形貌对表面接触强度、刚度以及运动副的摩擦、磨损、润滑等都有直接影响,从而直接关系到机器的工作性能。 因此,从微观角度考虑并研究齿轮表面形貌对齿轮接触刚度的影响对自动变速器及其他机械的性能有着重要意义。 本文针对汽车自动变速箱行星轮系,以微线段齿轮为对象,综合分形理论和传统刚度计算方法,建立齿轮齿面间的法向接触刚度分析与计算模型,并通过仿真计算,验证其具有实用性和通用性；通过采用不同计算方法,进行大量计算,分析总结出齿轮表面形貌对法向接触刚度的影响规律。 经研究分析表明：本文基于分形接触理论,建立的齿轮法向接触刚度计算的分形模型考虑齿面微观特性,能用于计算包括内啮合及凹-凸形式接触的外啮合齿轮副在内的齿轮法向接触刚度,且公式具有通用性；通过有限元方法和分形方法进行了针对内斜微线段齿轮的实例计算,结果表明,有限元法与Hertz方法结果较为接近且都小于分形方法。 总之,通过本课题的研究,建立基于分形理论的内啮合齿轮法向接触刚度分析理论,能够综合考虑两齿轮接触面的微观因素和宏观特性对齿轮接触刚度的影响,保证了内啮合齿轮副的法向接触刚度分析结果更具准确性和确定性,并能用于一般渐开线齿轮,为现有齿轮的设计、优化和工作性能的提高,及新型齿轮开发和研究提供了的理论依据。
【关键词】：行星齿轮 接触刚度 分形理论 微线段齿轮
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.425
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 致谢8-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 选题背景13-14
• 1.2 齿轮表面形貌及接触刚度14-15
• 1.2.1 齿轮表面形貌及表征参数14
• 1.2.2 齿轮接触刚度14-15
• 1.3 汽车自动变速器及其齿轮系统15-18
• 1.4 微线段齿轮简介18-21
• 1.5 齿轮接触刚度国内外研究现状21-22
• 1.6 本文的主要工作22-23
• 第二章 齿轮刚度及齿轮接触刚度计算23-28
• 2.1 齿轮刚度定义及研究分类23
• 2.2 粗糙表面接触模型23-27
• 2.2.1 Hertz模型23-25
• 2.2.2 统计学模型25-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第三章 分形理论的研究及其在粗糙表面的应用28-38
• 3.1 分形理论简介28-35
• 3.1.1 分形理论的发展及应用30-32
• 3.1.2 分形参数32-33
• 3.1.3 表面轮廓的分形维数测定方法33-35
• 3.2 粗糙表面的分形表征35-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第四章 基于分形理论的内啮合齿轮副法向接触刚度模型的建立及仿真38-49
• 4.1 粗糙表面接触的分形模型38-44
• 4.2 齿轮的法向接触刚度分形模型的建立44-48
• 4.2.1 两圆柱体结合面的法向接触刚度分形模型44-46
• 4.2.2 齿轮的法向接触刚度模型的建立46-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第五章 实例验证与分析49-56
• 5.1 基于分形模型的齿轮法向接触刚度计算与分析49-50
• 5.1.1 齿数对模型影响的预测49-50
• 5.1.2 粗糙度幅值参数对模型预测结果的影响50
• 5.2 内斜齿轮法向接触刚度实例分析50-55
• 5.2.1 Hertz方法51
• 5.2.2 有限元方法51-54
• 5.2.3 分形模型计算54
• 5.2.4 对比分析54-55
• 5.3 本章小结55-56
• 第六章 总结与展望56-58
• 6.1 总结56
• 6.1.1 本文主要完成的工作56
• 6.1.2 主要结论56
• 6.2 展望56-58
• 参考文献58-62
• 攻读学位期间发表的论文62

【参考文献】

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1 张文明，李莉，申焱华，王英，王卫刚;滚动轴承故障诊断中的分形[J];北京科技大学学报;1996年03期

2 刘红雨 ,赵韩 ,梁锦华;微线段齿轮的齿廓参数选择及几何尺寸的计算[J];机械传动;2001年04期

3 朱华,葛世荣,陈国安;磨合表面形貌变化的分形表征[J];机械工程学报;2001年05期

4 赵韩;陈奇;黄康;;两圆柱体结合面的法向接触刚度分形模型[J];机械工程学报;2011年07期

5 黄康;赵韩;陈奇;;两圆柱体表面接触承载能力的分形模型研究[J];摩擦学学报;2008年06期

6 葛世荣,索双富;表面轮廓分形维数计算方法的研究[J];摩擦学学报;1997年04期

7 张学良,黄玉美,温淑华;结合面接触刚度分形模型研究[J];农业机械学报;2000年04期

8 张学良,温淑花;基于接触分形理论的结合面切向接触刚度分形模型[J];农业机械学报;2002年03期

9 李巍;自动变速器行星齿轮系统传动原理[J];汽车维修;2004年04期

10 吴心平;赵清华;杨宗田;;汽车自动变速器原理与发展趋势[J];汽车实用技术;2011年Z2期

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本文编号：429530