本文關(guān)鍵詞：含齒根裂紋斜齒圓柱齒輪接觸應(yīng)力及模態(tài)分析

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【摘要】：斜齒輪以其結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于機(jī)械傳動(dòng)中。由于齒輪、軸和支承軸承等存在制造與安裝誤差,受載后易產(chǎn)生形變等原因,齒輪在沿齒寬分布載荷作用下容易產(chǎn)生局部應(yīng)力集中。因應(yīng)力集中產(chǎn)生齒面點(diǎn)蝕或者因接觸應(yīng)力過大產(chǎn)生齒輪疲勞損傷是齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)最常見的兩種失效形式。因此,研究漸開線斜齒圓柱齒輪的接觸特性、齒根出現(xiàn)裂紋時(shí)齒面接觸應(yīng)力的變化特征以及對(duì)齒輪固有特性的影響,對(duì)于掌握斜齒輪系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確定位故障、預(yù)測(cè)齒輪運(yùn)行狀態(tài)的變化趨勢(shì)、提高齒輪嚙合可靠性等具有重要的理論意義。本文以漸開線斜齒圓柱齒輪嚙合為對(duì)象,開展如下研究工作:(1)建立精確的斜齒輪副有限元模型�；贏NSYS 15.0軟件以某型號(hào)柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)正時(shí)齒輪為例,結(jié)合斜齒輪端面輪齒齒廓線漸開線、過渡曲線、齒根圓弧線以及螺旋線方程,采用參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言(APDL)建立漸開線斜齒圓柱齒輪的三維幾何模型,提出采用手工劃分網(wǎng)格策略建立高質(zhì)量的網(wǎng)格模型,基于多點(diǎn)約束(MPC)技術(shù),實(shí)現(xiàn)斜齒輪有限元分析模型的建立。(2)建立斜齒輪嚙合的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)接觸應(yīng)力有限元分析模型。經(jīng)求解和后處理得到齒輪接觸應(yīng)力的大小以及分布情況,與基于赫茲理論的斜齒輪齒面接觸應(yīng)力公式和AGMA公式計(jì)算結(jié)果相比,結(jié)果證實(shí)了應(yīng)用本文所建立的模型進(jìn)行斜齒輪齒面接觸應(yīng)力分析是準(zhǔn)確可信的;建立斜齒輪嚙合動(dòng)態(tài)接觸應(yīng)力有限元分析模型,經(jīng)求解和后處理得到若干嚙合位置的齒面接觸應(yīng)力值,并繪制出齒面接觸最大應(yīng)力隨時(shí)間變化的變化情況,結(jié)果表明動(dòng)態(tài)接觸應(yīng)力隨嚙合角度呈現(xiàn)一定的規(guī)律性,且齒根裂紋擴(kuò)展至某一尺寸時(shí)輪齒尖端位置易產(chǎn)生嚴(yán)重的嚙合沖擊。(3)在應(yīng)用參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言APDL創(chuàng)建斜齒輪嚙合的三維實(shí)體模型基礎(chǔ)上,通過添加不同長(zhǎng)度的齒根裂紋,在相同求解設(shè)置條件下,分別對(duì)不同裂紋尺寸的斜齒輪嚙合模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)接觸應(yīng)力有限元分析,研究不同尺寸齒根裂紋對(duì)齒輪動(dòng)態(tài)接觸性能的影響,分析嚙合周期內(nèi)齒輪動(dòng)態(tài)接觸應(yīng)力隨齒根裂紋變化情況。(4)建立斜齒輪全齒嚙合有限元模型并進(jìn)行模態(tài)求解分析,求得前10階自然頻率和振型,研究裂紋尺寸對(duì)齒輪自然頻率和振型的影響。研究發(fā)現(xiàn),齒根裂紋對(duì)齒輪振型的影響不明顯,對(duì)自然頻率的影響總體較小,但表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH132.41

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 孫智甲;李有堂;;齒根初始裂紋傾角對(duì)圓柱齒輪疲勞壽命的影響[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào);2016年01期

2 劉耀東;陳凱;華曉波;王慧玲;;考慮彈流潤(rùn)滑作用的斜齒輪嚙合分析方法研究[J];計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào);2015年06期

3 張玲玉;徐穎強(qiáng);許t，

本文編號(hào)：1148858