本文關(guān)鍵詞：漸開線圓柱齒輪磨損仿真系統(tǒng)研究

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【摘要】：齒輪機構(gòu)在現(xiàn)在機械工程中應(yīng)用最為廣泛,具有傳動功率范圍大,傳動比精確,傳動效率高,工作可靠,使用壽命長等優(yōu)點。 對于齒輪機構(gòu)來說,過度的齒面磨損,不但齒輪傳動比的精確度和傳動效率會受到影響,而且還會造成機構(gòu)振動、噪音及生熱等,嚴重的磨損甚至造成強烈的沖擊而致使齒輪的斷裂、機構(gòu)的損壞等。由于磨損現(xiàn)象又是多種多樣的,又因為磨損產(chǎn)生的機理是非常復(fù)雜的,現(xiàn)在,研究磨損的方法大多數(shù)利用試驗測試,試驗時間較長,導(dǎo)致人力,財力和物力的大量消耗,所以,利用數(shù)值仿真方法來解決復(fù)雜的磨損問題則十分有效。 本文基于Archard磨損方程和接觸力學(xué)理論,研究漸開線圓柱齒輪的接觸情況、齒輪磨損等狀況,以此為基礎(chǔ)應(yīng)用計算機仿真齒輪磨損后的齒廓。具體實施時,先推導(dǎo)出基于Archard磨損仿真模型的計算公式,通過赫茲接觸理論實現(xiàn)齒輪接觸應(yīng)力的計算。以MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)漸開線齒廓的精確建模,齒輪嚙合的動態(tài)效果,并對磨損后的齒廓進行仿真。開發(fā)基于MATLAB(GUI)的仿真平臺,并聯(lián)合MATLAB和有限元程序?qū)崿F(xiàn)對磨損仿真系統(tǒng)的程序開發(fā),該系統(tǒng)可以模擬在一定工況下,漸開線直齒圓柱齒輪嚙合過程中齒廓的變化情況。 主要研究內(nèi)容如下： (1)本文利用范成法齒輪切削加工理論,實現(xiàn)齒廓曲線的標準漸開線部分與過渡曲線的取值范圍的算法。在MATLAB中編程驗證此算法,利用此參數(shù)方程,可以建立精確的齒輪二維模型； (2)本文以Archard磨損模型和赫茲接觸理論為理論基礎(chǔ),建立漸開線圓柱齒輪磨損過程的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)該數(shù)學(xué)模型實現(xiàn)齒輪磨損過程的仿真,以此得到齒輪齒廓的磨損量； (3)本文以MATLAB為平臺,通過GUI(圖形用戶界面)對仿真算法進行程序開發(fā),建立齒輪磨損預(yù)測系統(tǒng),實現(xiàn)通過圖形界面輸入相關(guān)參數(shù)進行齒輪的磨損情況的仿真。
【關(guān)鍵詞】：漸開線圓柱齒輪 精確建模 磨損仿真 程序開發(fā)
【學(xué)位授予單位】：延邊大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH132.413;TP391.9
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 目錄10-16
• 第1章 緒論16-21
• 1.1 本文研究目的和意義16-17
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢17-19
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點19-21
• 1.3.1 本文研究的主要內(nèi)容19-20
• 1.3.2 本文的創(chuàng)新點20-21
• 第2章 相關(guān)理論和算法21-31
• 2.1 齒輪常見的失效形式21-22
• 2.2 齒輪磨損的分類22-23
• 2.3 影響齒輪磨損的因素23-24
• 2.4 齒輪磨損的數(shù)值仿真算法24-30
• 2.4.1 赫茲接觸力學(xué)理論24-26
• 2.4.2 Archard磨損計算模型26-27
• 2.4.3 磨料磨損計算模型27-29
• 2.4.4 多元接觸的降維模型29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 漸開線齒廓曲線方程31-42
• 3.1 齒廓曲線數(shù)值仿真介紹31
• 3.2 齒輪加工方法31-32
• 3.2.1 仿形法31-32
• 3.2.2 范成法32
• 3.3 齒廓曲線方程的建立32-41
• 3.3.1 包絡(luò)線32-33
• 3.3.2 齒廓曲線模型33-35
• 3.3.3 漸開線曲線方程的建立35-36
• 3.3.4 過渡曲線方程的建立36-38
• 3.3.5 齒廓曲線取值范圍的確定38-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 齒輪磨損仿真計算原理及數(shù)學(xué)模型42-59
• 4.1 齒輪磨損仿真計算原理42-44
• 4.2 計算接觸應(yīng)力44-45
• 4.3 漸開線直齒圓柱齒輪磨損仿真算法45-58
• 4.3.1 建立漸開線直齒圓柱齒輪嚙合坐標系45-46
• 4.3.2 計算轉(zhuǎn)角和嚙合點的矢徑46-48
• 4.3.3 計算齒輪的基本尺寸48-49
• 4.3.4 變換坐標系49-51
• 4.3.5 計算磨損矢量的方向51-52
• 4.3.6 計算滑動系數(shù)52-53
• 4.3.7 計算重合度53
• 4.3.8 計算單雙齒嚙合區(qū)53-54
• 4.3.9 計算嚙合點的坐標54-55
• 4.3.10 確定直齒輪磨損齒廓外緣邊界點55-56
• 4.3.11 計算嚙合點的附加轉(zhuǎn)角56-57
• 4.3.12 確定共軛條件57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 齒輪磨損仿真系統(tǒng)及結(jié)果分析59-70
• 5.1 齒輪磨損仿真過程59-60
• 5.2 漸開線直齒圓柱齒輪仿真界面60-62
• 5.3 齒輪仿真結(jié)果62-64
• 5.3.1 直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)62
• 5.3.2 齒輪的仿真62-63
• 5.3.3 齒輪嚙合過程的仿真63-64
• 5.4 齒輪磨損仿真結(jié)果分析64-69
• 5.4.1 磨損前的齒廓64
• 5.4.2 磨損量及齒廓隨工作時間的變化64-67
• 5.4.3 磨損量及齒廓隨主動輪轉(zhuǎn)速的變化67-69
• 5.5 降低漸開線圓柱齒輪磨損可采取的有效措施69
• 5.6 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-72
• 參考文獻72-75
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文75-76
• 致謝76

【參考文獻】

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本文編號：977890