【摘要】：齒輪系統(tǒng)的振動(dòng)問(wèn)題是齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵內(nèi)容,如何盡可能的改善齒輪系統(tǒng)的振動(dòng)性能一直以來(lái)都是各國(guó)學(xué)者的關(guān)注熱點(diǎn)和研究重點(diǎn)。影響齒輪系統(tǒng)振動(dòng)特性的因素有很多,包含時(shí)變嚙合剛度,傳遞誤差,齒側(cè)間隙以及其他復(fù)雜的非線性因素。本文從表面微觀幾何輪廓的角度,探討了齒面微觀幾何輪廓對(duì)齒輪嚙合振動(dòng)特性及潤(rùn)滑性能的影響。首先分析了齒面微觀幾何輪廓對(duì)輪齒嚙合振動(dòng)特性的影響,過(guò)程中以磨削加工和電化學(xué)光整加工得到兩種不同類(lèi)型的表面,采用泰勒霍普森觸針式測(cè)量?jī)x測(cè)量了兩類(lèi)型表面相同截面位置的微觀幾何輪廓,并采用功率譜密度函數(shù)法分別計(jì)算求得了兩類(lèi)型表面微觀幾何輪廓的分形維數(shù)及特征尺度。借助分形幾何理論以及Herz公式,建立了基于真實(shí)齒面微觀幾何輪廓的法向接觸阻尼的近似分形數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上,對(duì)比磨削加工和電化學(xué)光整加工所得齒面微觀幾何輪廓的分形參數(shù),分析了加工方法對(duì)齒面法向接觸阻尼特性的影響,并進(jìn)一步研究了齒面法向接觸阻尼對(duì)齒輪嚙合振動(dòng)特性的影響。結(jié)果表明:齒面微觀幾何形貌影響齒輪的嚙合振動(dòng);加工方法影響齒面法向接觸阻尼的變化率;與磨削加工相比,電化學(xué)光整加工齒面的法向接觸阻尼更大,可減小齒輪嚙合振動(dòng),有助于提高振動(dòng)的穩(wěn)定性。其次探討了表面微觀幾何輪廓對(duì)潤(rùn)滑油膜剛度及穩(wěn)定性的影響,過(guò)程中分別以電化學(xué)光整加工和磨削加工對(duì)相同直徑的軸頸表面進(jìn)行處理,同樣采用泰勒霍普森測(cè)量?jī)x測(cè)量了兩類(lèi)型軸頸表面的微觀幾何輪廓,借助分形幾何理論分析表面微觀幾何輪廓的分形特征,并利用滑動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)測(cè)量軸頸與軸瓦之間形成的動(dòng)壓潤(rùn)滑油膜厚度;在此基礎(chǔ)上,建立真實(shí)表面潤(rùn)滑油膜厚度與剛度的近似數(shù)學(xué)關(guān)系,并結(jié)合ANSYS FLUENT仿真分析具有不同分形特征的表面微觀幾何輪廓對(duì)潤(rùn)滑油膜動(dòng)壓效應(yīng)的影響,以便研究相同載荷條件下油膜抵抗變形的能力。研究結(jié)果表明:經(jīng)電化學(xué)光整加工的軸頸表面,其表面微觀幾何輪廓的分形維數(shù)和特征尺度均小于磨削加工的軸頸表面,且其形成的油膜厚度更大,穩(wěn)定性更好,油膜厚度的穩(wěn)定性直接影響油膜剛度的穩(wěn)定性;此外,基于ANSYS FLUENT的仿真分析表明,降低表面微觀幾何輪廓的特征尺度增強(qiáng)了潤(rùn)滑油膜的動(dòng)壓效應(yīng),使油膜的承載能力增大,從而提高了相同條件下潤(rùn)滑油膜抵抗變形的能力,油膜剛度增大。
【圖文】：

幾種典型的分形幾何圖形

不同分辨率下兩種加工方法所獲得表面的微觀形貌
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TH132.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2636706