基于摩擦动力学的齿轮力学性能研究
发布时间:2017-09-09 21:17
本文关键词:基于摩擦动力学的齿轮力学性能研究
【摘要】:随着机械工业的迅猛发展,国内外学者已经从摩擦学角度对齿轮进行研究和设计,以期不断地改善齿轮的相关性能,使得齿轮达到高转速、长寿命、低噪音等方面的要求,但从摩擦动力学角度对齿轮力学性能展开专门研究,仍然需要进一步的完善。因此本文基于虚拟样机技术和有限元技术,以某通用单级减速器中的渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,对其进行摩擦动力学仿真、有限元静力学分析及温度场分析,为齿轮传动系统的设计及优化提供理论和工程上的依据。论文内容主要包括以下几个方面: 1、应用三维建模软件Solid Works建立渐开线直齿圆柱齿轮的三维几何模型,并验证模型的正确性,为后续的进一步研究做好准备。 2、使用前期研究所获得的摩擦系数公式并应用动力学仿真软件ADAMS对齿轮啮合过程进行动力学仿真,分析转速对齿轮正压力、摩擦力的影响,得到正压力、摩擦力的载荷谱,为后续的有限元分析作好准备。 3、采用ADAMS中已得到的正压力、摩擦力的载荷谱数据并应用有限元分析软件ANSYS Workbench对齿轮中参与啮合的一对轮齿进行有限元静力分析计算,分析不同转速下摩擦对齿轮接触应力产生的影响,提出降低该影响的措施,获得不同转速下考虑摩擦影响的齿轮接触应力沿齿宽方向上的分布规律。 4、应用有限元软件ANSYS Workbench进一步对齿轮温度场进行分析,研究不同转速下摩擦对齿轮温度场分布的影响,得出齿轮温度场分布规律,最高温度出现的位置和转速变化幅度对齿面最高温度的影响等,提出减少摩擦生热对齿轮运行性能影响的措施,,为齿轮传动装置优化设计提供参考。
【关键词】:摩擦动力学 有限元 应力场 温度场 载荷谱
【学位授予单位】:大连交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TH132.41
【目录】:
- 摘要5-6
- Abstract6-7
- 目录7-9
- 第一章 绪论9-14
- 1.1 课题背景及意义9-10
- 1.2 国内外研究现状10-11
- 1.3 本课题主要研究内容11-13
- 本章小结13-14
- 第二章 齿轮的三维建模14-17
- 2.1 SolidWorks软件及Gear trax插件的概述14-15
- 2.2 齿轮几何模型的创建15-16
- 本章小结16-17
- 第三章 齿轮的摩擦动力学分析17-35
- 3.1 齿轮摩擦动力学及ADAMS软件的概述17-21
- 3.1.1 齿轮摩擦动力学17-20
- 3.1.2 ADAMS软件的简介20-21
- 3.2 齿轮摩擦动力学仿真21-34
- 3.2.1 齿轮摩擦动力学仿真模型的建立21-22
- 3.2.2 齿轮接触碰撞的定义22-27
- 3.2.3 仿真结果分析27-34
- 本章小结34-35
- 第四章 齿轮的有限元静力分析35-54
- 4.1 有限元静力分析及ANSYS Workbench软件的概述35-38
- 4.1.1 静力分析35-36
- 4.1.2 ANSYS Workbench软件的简介36-38
- 4.2 齿轮有限元静力分析38-53
- 4.2.1 简化并导入几何模型39-41
- 4.2.2 添加模型材料属性41
- 4.2.3 划分网格41-43
- 4.2.4 定义接触对43
- 4.2.5 施加载荷43-44
- 4.2.6 设定约束条件44
- 4.2.7 应力场结果及分析44-53
- 本章小结53-54
- 第五章 齿轮的温度场分析54-66
- 5.1 热分析概述54-55
- 5.1.1 热分析的分类54
- 5.1.2 传热方式54-55
- 5.2 齿轮温度场分析55-65
- 5.2.1 齿轮温度场模型的建立56-57
- 5.2.2 齿轮热载荷的确定57-63
- 5.2.2.1 对流换热系数的确定57-63
- 5.2.3 温度场结果及分析63-65
- 本章小结65-66
- 结论与展望66-68
- 结论66-67
- 展望67-68
- 参考文献68-71
- 攻读硕士学位期间发表的学术论文71-72
- 致谢72
【参考文献】
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本文编号:822801
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