本文關(guān)鍵詞：直齒圓柱齒輪傳動(dòng)效率及微點(diǎn)蝕疲勞失效問題的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機(jī)械零部件間作用力及能量傳遞、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換、相互位置精度以及整機(jī)的運(yùn)行平穩(wěn)性均取決于界面之間的接觸行為。齒輪傳動(dòng)件,作為典型的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件和通用部件之一,其服役性能好壞直接影響機(jī)械系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。然而,在齒輪系統(tǒng)傳遞能量和運(yùn)動(dòng)的過程中,由于輪齒嚙合導(dǎo)致的摩擦阻力及空氣和潤(rùn)滑油等流體引起的流體阻力不可避免地引起齒輪傳動(dòng)過程中的能量損失。同時(shí),輪齒嚙合過程中承受復(fù)雜變化的滑滾運(yùn)動(dòng)和交變的接觸載荷,導(dǎo)致其不同的嚙合位置界面摩擦系數(shù)和功率損失等瞬時(shí)變化,因此,在輪齒表面不同位置會(huì)發(fā)生不同形式的表面退化和疲勞失效,其將會(huì)引起傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲急劇增加。因此,對(duì)輪齒嚙合過程中的界面摩擦行為、機(jī)械能量損失及疲勞失效進(jìn)行相關(guān)性研究具有重要的意義。本文在綜述國(guó)內(nèi)外齒輪傳動(dòng)效率和微點(diǎn)蝕疲勞失效研究的基礎(chǔ)上,利用重慶大學(xué)機(jī)械傳動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主設(shè)計(jì)開發(fā)的多功能傳動(dòng)摩擦學(xué)試驗(yàn)臺(tái),針對(duì)齒輪傳動(dòng)過程中界面摩擦系數(shù)的動(dòng)態(tài)變化、由摩擦力引起的機(jī)械能量損失和輪齒表面最主要的失效形式微點(diǎn)蝕進(jìn)行相關(guān)性分析研究,從而為齒輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一定的借鑒。首先,本文在分析比較基于彈流潤(rùn)滑摩擦系數(shù)計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法兩種摩擦系數(shù)計(jì)算方法優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上,采用雙滾子對(duì)滾來模擬真實(shí)輪齒嚙合中的線接觸問題,綜合考慮輪齒嚙合過程中各種參數(shù)的變化情況,設(shè)計(jì)雙滾子對(duì)滾摩擦學(xué)試驗(yàn)方案,測(cè)量不同接觸情況下界面摩擦系數(shù)的變化規(guī)律,分別研究曲率半徑、表面粗糙度、潤(rùn)滑油、載荷、卷吸速度、滑滾比等接觸參數(shù)對(duì)界面摩擦系數(shù)的影響。然后基于上述分析不同影響因素的基礎(chǔ)上,綜合考慮交叉項(xiàng)和平方項(xiàng)等對(duì)界面摩擦系數(shù)的影響,利用多元線性回歸分析方法建立新的界面摩擦系數(shù)預(yù)測(cè)模型,通過與傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式預(yù)測(cè)值和實(shí)驗(yàn)測(cè)量值相比,新的多元回歸預(yù)測(cè)模型可較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)界面摩擦系數(shù)隨工況參數(shù)的變化規(guī)律。然后,應(yīng)用輪齒嚙合簡(jiǎn)化分析模型對(duì)完整輪齒嚙合周期內(nèi)的接觸參數(shù)包括曲率半徑、卷吸速度、滑滾比、最大赫茲接觸壓力等參數(shù)沿著實(shí)際嚙合線的變化規(guī)律進(jìn)行分析,并結(jié)合上述得到的多元回歸界面摩擦系數(shù)計(jì)算模型,建立齒輪傳動(dòng)機(jī)械能量損失預(yù)測(cè)模型,對(duì)每一瞬時(shí)嚙合點(diǎn)處的機(jī)械功率損失進(jìn)行計(jì)算,并通過與齒輪傳動(dòng)效率試驗(yàn)實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較,可知該模型可較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)齒輪傳動(dòng)中與載荷有關(guān)的機(jī)械功率損失隨不同工況的變化規(guī)律,從而為齒輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一定的參考。最后,針對(duì)輪齒表面最主要失效形式微點(diǎn)蝕進(jìn)行了初步試驗(yàn)探索研究,通過對(duì)表面損傷破壞和微點(diǎn)蝕形狀參數(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上,分別對(duì)滑滾比和赫茲接觸壓力對(duì)微點(diǎn)蝕形狀、方向、點(diǎn)蝕損傷率、點(diǎn)蝕形狀特征和分布特征的影響進(jìn)行比較分析,從而為揭示輪齒微點(diǎn)蝕疲勞破壞的演化過程和失效機(jī)理提供一定的參考。
【關(guān)鍵詞】：直齒輪 界面摩擦系數(shù) 多元回歸 機(jī)械能量損失 微點(diǎn)蝕
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH132.4
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 主要符號(hào)9-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 輪齒界面摩擦系數(shù)和能量損失的研究11-15
• 1.2.2 齒輪滾動(dòng)接觸疲勞失效微點(diǎn)蝕的研究15-16
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容及目標(biāo)16-18
• 2 總體研究路線及所用試驗(yàn)設(shè)備介紹18-26
• 2.1 總體研究路線18-20
• 2.2 試驗(yàn)所用儀器介紹20-26
• 2.2.1 多功能摩擦傳動(dòng)試驗(yàn)機(jī)20-23
• 2.2.2 表面形貌測(cè)量分析23-26
• 3 界面摩擦系數(shù)試驗(yàn)研究與模型預(yù)測(cè)26-46
• 3.1 引言26-27
• 3.2 界面摩擦系數(shù)的計(jì)算方法27-31
• 3.2.1 基于EHL彈流潤(rùn)滑摩擦系數(shù)計(jì)算的研究方法27-28
• 3.2.2 基于經(jīng)驗(yàn)公式的界面摩擦系數(shù)計(jì)算模型28-31
• 3.3 不同接觸情況下界面摩擦系數(shù)的試驗(yàn)研究31-39
• 3.3.1 試驗(yàn)試件設(shè)計(jì)及材料準(zhǔn)備32-34
• 3.3.2 雙滾子對(duì)滾摩擦學(xué)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)34-35
• 3.3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析與討論35-39
• 3.4 界面摩擦系數(shù)預(yù)測(cè)模型39-44
• 3.4.1 多元線性回歸數(shù)學(xué)模型40-41
• 3.4.2 多元線性回歸界面摩擦系數(shù)預(yù)測(cè)模型41-42
• 3.4.3 模型驗(yàn)證與比較42-44
• 3.5 本章總結(jié)44-46
• 4 齒輪傳動(dòng)過程中能量損失研究46-60
• 4.1 引言46
• 4.2 齒輪傳動(dòng)能量損失計(jì)算模型46-55
• 4.2.1 輪齒嚙合分析模型47-52
• 4.2.2 齒輪傳動(dòng)機(jī)械能量損失的計(jì)算52-54
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)方案齒輪傳動(dòng)能量損失試驗(yàn)測(cè)量54-55
• 4.3 結(jié)果與討論55-58
• 4.3.1 齒輪傳動(dòng)不同類型能量損失的試驗(yàn)測(cè)定55-56
• 4.3.2 齒輪傳動(dòng)機(jī)械能量損失預(yù)測(cè)與比較56-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 5 輪齒表面微點(diǎn)蝕疲勞失效的試驗(yàn)研究60-72
• 5.1 引言60-62
• 5.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作62-65
• 5.2.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及試件準(zhǔn)備62-63
• 5.2.2 表面微點(diǎn)蝕分析與評(píng)價(jià)方法63-65
• 5.3 結(jié)果與討論65-70
• 5.3.1 相同卷吸速度下，不同滑滾比對(duì)微點(diǎn)蝕演化的影響65-68
• 5.3.2 不同赫茲接觸壓力對(duì)微點(diǎn)蝕疲勞破壞的影響68-70
• 5.4 本章小結(jié)70-72
• 6 結(jié)論與展望72-74
• 6.1 研究總結(jié)72-73
• 6.2 創(chuàng)新之處73
• 6.3 后續(xù)工作展望73-74
• 致謝74-76
• 參考文獻(xiàn)76-84
• 附錄84
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文和科研成果84

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本文編號(hào)：289428