本文關(guān)鍵詞：裝載機(jī)輪邊減速器齒輪接觸模型分析方法研究

  更多相關(guān)文章： 裝載機(jī)輪邊減速器 齒輪接觸 有限元 分形 粗糙表面形貌

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)顯著提高,裝載機(jī)的發(fā)展也面臨著更多、更高的要求。驅(qū)動(dòng)橋是裝載機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的主要組成部分,而輪邊減速器作為驅(qū)動(dòng)橋中減速器的核心部件,不僅是裝載機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中各部件之間協(xié)調(diào)配合的重要保障,也是提高整個(gè)裝載性能的關(guān)鍵。裝載機(jī)輪邊減速器由行星齒輪機(jī)構(gòu)組成,它的作用主要是通過(guò)齒輪傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)降速增扭。齒輪傳動(dòng)通過(guò)齒輪嚙合傳遞力和運(yùn)動(dòng),齒輪嚙合是一種典型的接觸問(wèn)題,在嚙合過(guò)程中接觸齒面間很可能產(chǎn)生點(diǎn)蝕、磨損、塑性變形、斷齒等破壞,從而導(dǎo)致齒輪失效。齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度是表征齒輪承載性能優(yōu)劣的重要標(biāo)志,因此,分析齒輪嚙合過(guò)程中的接觸力學(xué)問(wèn)題,提高齒輪接觸分析精度很有意義。本文主要以ZL80裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)后橋輪邊減速器內(nèi)一對(duì)嚙合的太陽(yáng)輪和行星輪為研究對(duì)象,建立了四種不同的齒輪接觸模型,并驗(yàn)證了各模型的有效性,為求解齒輪的接觸問(wèn)題提供更多的模型和方法。通過(guò)對(duì)比分析四種模型的計(jì)算結(jié)果,得出了各模型求解齒輪接觸問(wèn)題的精度差異,為探索一種更準(zhǔn)確、更符合實(shí)際的齒輪接觸分析方法提供理論依據(jù)。首先,在Hertz理論求解接觸問(wèn)題原理的基礎(chǔ)上建立了齒輪接觸的Hertz模型,并應(yīng)用此模型求解得到裝載機(jī)輪邊減速器齒輪的接觸應(yīng)力和接觸面積。其次,應(yīng)用有限元法建立了裝載機(jī)輪邊減速器齒輪接觸的有限元模型,并在大型有限元軟件ANSYS Workbench中進(jìn)行仿真分析,得到直觀的接觸應(yīng)力云圖和具體應(yīng)力值,再通過(guò)ANSYS強(qiáng)大的后處理功能通過(guò)編程提取出嚙合過(guò)程中的真實(shí)接觸面積。再次,應(yīng)用分形理論表征粗糙表面微觀形貌的方法,提出了齒輪表面接觸系數(shù)G?,并基于經(jīng)典的M-B分形模型建立一對(duì)齒輪嚙合的分形接觸模型,使用該模型對(duì)裝載機(jī)輪邊減速器齒輪的接觸問(wèn)題進(jìn)行了計(jì)算。然后,提出了一種關(guān)于粗糙表面齒輪接觸的有限元分析方法,該方法主要利用W-M函數(shù)模擬裝載機(jī)輪邊減速器齒輪的三維粗糙表面,應(yīng)用MATLAB和Pro/E相結(jié)合建立具有3D粗糙表面的齒輪接觸實(shí)體模型,導(dǎo)入有限元軟件Workbench中構(gòu)建兩粗糙表面齒輪接觸的有限元模型。同時(shí)分析了不同載荷和不同表面粗糙度下,裝載機(jī)輪邊減速器齒輪嚙合過(guò)程中粗糙齒面上微凸體的接觸應(yīng)力、接觸變形以及真實(shí)接觸面積等靜力學(xué)特征,為粗糙表面齒輪的接觸分析提供了一種更為有效的途徑。最后,對(duì)比和分析了四種裝載機(jī)輪邊減速器齒輪接觸模型的計(jì)算結(jié)果,得出了各模型求解齒輪接觸問(wèn)題的精度差異。結(jié)果表明齒輪接觸Hertz模型計(jì)算接觸應(yīng)力誤差較大,接觸面積誤差適中;有限元模型求出的接觸應(yīng)力相對(duì)準(zhǔn)確,接觸面積誤差最大;分形接觸模型考慮了齒面微觀形貌對(duì)接觸特性的影響,計(jì)算結(jié)果較為符合實(shí)際;粗糙表面齒輪接觸有限元模型有效結(jié)合了分形模型和有限元模型的優(yōu)點(diǎn),是一種研究粗糙齒面復(fù)雜接觸行為的新模型,也是一種最能全面模擬粗糙表面齒輪接觸真實(shí)狀態(tài)的模型。
【關(guān)鍵詞】：裝載機(jī)輪邊減速器 齒輪接觸 有限元 分形 粗糙表面形貌
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH243;TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 論文背景11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 接觸問(wèn)題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 齒輪接觸問(wèn)題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的研究意義和主要內(nèi)容14-16
• 1.3.1 本文的研究意義14-15
• 1.3.2 本文的主要內(nèi)容15-16
• 第二章 裝載機(jī)輪邊減速器齒輪接觸Hertz模型及有限元模型16-33
• 2.1 齒輪接觸問(wèn)題概述16
• 2.2 裝載機(jī)輪邊減速器結(jié)構(gòu)及齒輪參數(shù)16-20
• 2.2.1 裝載機(jī)輪邊減速器結(jié)構(gòu)16-17
• 2.2.2 裝載機(jī)輪邊減速器齒輪扭矩計(jì)算17-19
• 2.2.3 輪邊減速器齒輪參數(shù)19-20
• 2.3 裝載機(jī)輪邊減速器齒輪接觸Hertz模型20-27
• 2.3.1 Hertz理論求解接觸問(wèn)題20-24
• 2.3.2 齒輪接觸Hertz模型的建立24-27
• 2.3.3 裝載機(jī)輪邊減速器齒輪接觸Hertz模型計(jì)算27
• 2.4 裝載機(jī)輪邊減速器齒輪接觸有限元模型27-31
• 2.4.1 齒輪參數(shù)化建模27-28
• 2.4.2 齒輪接觸有限元分析前處理28-29
• 2.4.3 有限元計(jì)算結(jié)果分析29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-33
• 第三章 裝載機(jī)輪邊減速器齒輪接觸分形模型33-61
• 3.1 分形理論簡(jiǎn)介及其在粗糙表面的應(yīng)用33-43
• 3.1.1 分形理論介紹33-35
• 3.1.2 粗糙表面的分形表征35-37
• 3.1.3 M-B分形模型的提出37-43
• 3.2 齒輪表面接觸系數(shù)λ_G的提出43-49
• 3.2.1 齒輪表面接觸系數(shù)λ_G的構(gòu)造43-45
• 3.2.2 齒輪表面接觸系數(shù)λ_G的合理性檢驗(yàn)45-49
• 3.3 齒輪分形接觸模型的建立49-52
• 3.3.1 齒輪分形接觸模型中表面的彈塑性接觸載荷49
• 3.3.2 齒輪分形接觸模型中面積分布與真實(shí)接觸面積49-51
• 3.3.3 齒輪分形接觸模型中真實(shí)接觸面積和載荷之間的關(guān)系51-52
• 3.4 齒輪分形接觸模型的分析檢驗(yàn)52-59
• 3.4.1 特征尺度系數(shù)G~Φ對(duì)齒輪分形接觸模型的影響52-54
• 3.4.2 分形維數(shù)D對(duì)齒輪分形接觸模型的影響54-57
• 3.4.3 材料特性參數(shù)Φ對(duì)齒輪分形接觸模型的影響57-59
• 3.5 裝載機(jī)輪邊減速器齒輪分形接觸模型計(jì)算59-60
• 3.6 本章小結(jié)60-61
• 第四章 裝載機(jī)輪邊減速器齒輪真實(shí)表面形貌的分形模擬61-76
• 4.1 齒輪真實(shí)表面形貌分形模擬的必要性61
• 4.2 W-M函數(shù)在MATLAB中的模擬61-68
• 4.2.1 W-M函數(shù)模擬二維輪廓曲線62-66
• 4.2.2 W-M函數(shù)模擬三維分形曲面66-68
• 4.3 齒輪漸開線弧長(zhǎng)參數(shù)化和W-M分形插值68-72
• 4.3.1 弧長(zhǎng)參數(shù)化的必要性68-69
• 4.3.2 漸開線弧長(zhǎng)參數(shù)化的方法69-72
• 4.4 漸開線曲面上的弧長(zhǎng)參數(shù)化和W-M分形插值72-74
• 4.5 本章小結(jié)74-76
• 第五章 基于WB的粗糙表面齒輪接觸分析76-88
• 5.1 粗糙表面齒輪有限元分析76-79
• 5.1.1 粗糙表面齒輪實(shí)體模型構(gòu)建76-78
• 5.1.2 粗糙表面齒輪有限元分析前處理78-79
• 5.2 粗糙表面齒輪有限元計(jì)算結(jié)果分析79-85
• 5.2.1 不同載荷對(duì)粗糙表面齒輪接觸參數(shù)的影響79-82
• 5.2.2 不同粗糙度對(duì)粗糙表面齒輪接觸參數(shù)的影響82-85
• 5.3 裝載機(jī)輪邊減速器齒輪不同接觸模型分析結(jié)果對(duì)比85-86
• 5.4 本章小結(jié)86-88
• 結(jié)論與展望88-90
• 結(jié)論88-89
• 展望89-90
• 參考文獻(xiàn)90-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果94-95
• 致謝95

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：975308