本文關(guān)鍵詞：基于真實(shí)粗糙齒面的齒根彎曲應(yīng)力的有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在進(jìn)行齒輪傳動(dòng)有限元分析時(shí),大多基于兩光滑齒面干接觸的假設(shè)建立有限元模型,這與齒輪傳動(dòng)的實(shí)際工況有一定差異。首先,絕大多數(shù)齒輪傳動(dòng)都在潤(rùn)滑狀態(tài)下工作；此外,輪齒齒面都是凹凸不平的。這樣,輪齒接觸載荷勢(shì)必由潤(rùn)滑油膜和齒面粗糙峰的直接碰撞共同承擔(dān)。因此,在分析齒輪彎曲疲勞應(yīng)力時(shí),應(yīng)考慮潤(rùn)滑油膜與齒面粗糙度的綜合影響。 本文首先利用粗糙度輪廓儀實(shí)測(cè)了試塊表面粗糙度;接著,應(yīng)用傅里葉變換獲得了齒面粗糙度函數(shù)并將其疊加至油膜厚度方程中；然后,采用多重網(wǎng)格法等算法獲得了粗糙齒面壓力分布。另一方面,在Pro/E中進(jìn)行齒輪參數(shù)化建模,并通過(guò)數(shù)據(jù)接口導(dǎo)入ANSYS中建立了有限元模型；之后,以粗糙齒面壓力分布作為加載項(xiàng),以三組中載齒輪傳動(dòng)為算例,分別求得了輪齒沿嚙合線五個(gè)特殊點(diǎn)嚙合時(shí)所對(duì)應(yīng)的最大齒根彎曲應(yīng)力。在此基礎(chǔ)上,又以僅適用于光滑表面干接觸的Hertz壓力作為加載項(xiàng),數(shù)值計(jì)算了三個(gè)算例的彎曲應(yīng)力,并將上述兩種加載方式的計(jì)算結(jié)果與按照現(xiàn)行齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì)理論算得的齒根彎曲應(yīng)力值做了比較,獲得了如下研究結(jié)論： 1.以粗糙齒面壓力作為加載項(xiàng)所產(chǎn)生的齒根彎曲應(yīng)力沿齒輪傳動(dòng)嚙合線呈現(xiàn)先增大后減小之規(guī)律；除嚙入點(diǎn)外,其他各特殊嚙合點(diǎn)處齒根受壓側(cè)應(yīng)力大于受拉側(cè)；最大齒根彎曲應(yīng)力出現(xiàn)在單齒嚙合變雙齒嚙合的臨界點(diǎn)。因此,在進(jìn)行齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)以此特殊嚙合點(diǎn)作為危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)校核。 2.以Hertz壓力作為加載項(xiàng)所算得的最大齒根彎曲應(yīng)力小于粗糙齒面壓力作為加載項(xiàng)時(shí)的分析結(jié)果。 3.按照現(xiàn)行漸開(kāi)線圓柱齒輪承載能力計(jì)算國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB3840-1997)所算出的最大齒根彎曲應(yīng)力大于上述兩種加載方式的計(jì)算結(jié)果。這說(shuō)明按照現(xiàn)行設(shè)計(jì)理論進(jìn)行齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)與校核是偏安全的。 4.以粗糙齒面壓力作為加載項(xiàng)建立的齒輪有限元模型考慮了粗糙度效應(yīng)及潤(rùn)滑效應(yīng)的綜合影響,比較符合實(shí)際工況,計(jì)算結(jié)果較為準(zhǔn)確,它對(duì)完善齒輪傳動(dòng)彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)理論具有積極意義。 本文的創(chuàng)新之處是在探討齒根疲勞應(yīng)力時(shí)考慮了潤(rùn)滑油膜與齒面粗糙度的綜合影響。 本文不足之處是有限元模型加載時(shí)的簡(jiǎn)化處理與輪齒接觸區(qū)的真實(shí)壓力分布仍有一定差異。
【關(guān)鍵詞】：潤(rùn)滑油膜 實(shí)測(cè)粗糙度數(shù)據(jù) 齒根彎曲應(yīng)力 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-8
• 符號(hào)說(shuō)明8-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 序言13
• 1.2 彈流潤(rùn)滑的數(shù)值計(jì)算13-16
• 1.2.1 直接迭代法13-14
• 1.2.2 逆解法14-15
• 1.2.3 牛頓法15
• 1.2.4 多重網(wǎng)格法15-16
• 1.3 齒輪強(qiáng)度的分析研究16-19
• 1.3.1 解析法17-18
• 1.3.2 試驗(yàn)分析法18
• 1.3.3 數(shù)值計(jì)算法18-19
• 1.4 齒面摩擦力對(duì)輪齒應(yīng)力影響的研究19
• 1.5 輪齒應(yīng)力的有限元分析19-20
• 1.6 本文研究?jī)?nèi)容及意義20-21
• 第二章 齒輪傳動(dòng)模型的建立及其基本方程的構(gòu)建21-33
• 2.1 齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑模型的建立21-23
• 2.2 彈流潤(rùn)滑基本方程23-29
• 2.2.1 Reynolds 方程23-24
• 2.2.2 粘度方程24-25
• 2.2.3 油膜厚度方程25-27
• 2.2.4 密度方程27
• 2.2.5 載荷方程27-28
• 2.2.6 能量方程28
• 2.2.7 熱傳導(dǎo)方程28-29
• 2.3 基本方程的量綱—化29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 彈流潤(rùn)滑數(shù)值計(jì)算方法33-53
• 3.1 齒面壓力分布33-41
• 3.1.1 多重網(wǎng)格法基本原理33-37
• 3.1.2 方程的離散37-38
• 3.1.3 基本方程的缺陷方程38-39
• 3.1.4 壓力計(jì)算的松弛迭代39-41
• 3.2 齒面彈性變形的計(jì)算41-46
• 3.2.1 多重網(wǎng)格積分法的基本原理41-43
• 3.2.2 稀疏網(wǎng)格積分43-44
• 3.2.3 稠密網(wǎng)格修正44-45
• 3.2.4 多層網(wǎng)格的推廣45-46
• 3.3 溫度場(chǎng)計(jì)算46-51
• 3.3.1 劃分網(wǎng)格46-47
• 3.3.2 逐列掃描法47-51
• 3.4 總體計(jì)算流程圖51
• 3.5 本章小結(jié)51-53
• 第四章 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模53-59
• 4.1 Pro/ENGINEER 軟件簡(jiǎn)介53
• 4.2 齒輪參數(shù)化建模53-57
• 4.3 本章小結(jié)57-59
• 第五章 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)有限元分析59-93
• 5.1 有限單元法概述59-61
• 5.2 有限元分析軟件ANSYS簡(jiǎn)介61
• 5.3 齒輪有限元分析61-90
• 5.3.1 齒面粗糙度函數(shù)的構(gòu)建62-65
• 5.3.2 粗糙齒面壓力計(jì)算65-66
• 5.3.3 齒輪有限元模型的建立66-75
• 5.3.4 求解與后處理75-79
• 5.3.5 其他特殊嚙合點(diǎn)的分析計(jì)算79-87
• 5.3.6 計(jì)算結(jié)果分析87-90
• 5.4 不同加載方式計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析90-92
• 5.5 本章小結(jié)92-93
• 第六章 研究結(jié)論與展望93-95
• 6.1 主要研究結(jié)論93-94
• 6.2 本項(xiàng)工作研究不足以及今后研究展望94-95
• 參考文獻(xiàn)95-101
• 致謝101-103
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文103

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于真實(shí)粗糙齒面的齒根彎曲應(yīng)力的有限元分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：368926