外嚙合齒輪泵嚙合載荷的數(shù)值模擬及動力學(xué)特性分析.pdf

1、齒輪的嚙合載荷計算是關(guān)于一切齒輪系統(tǒng)研究的一項重要工作，是評估齒輪彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度的重要指標(biāo)。齒輪是外嚙合齒輪泵的核心零部件，因此齒輪的載荷計算是本文的主要工作。困油現(xiàn)象是齒輪泵的固有特性，齒輪泵的嚙合載荷的計算須要考慮困油現(xiàn)象，因此本文以齒輪泵的困油現(xiàn)象為前提，以嚙合載荷模型的建立和嚙合載荷的精確仿真為目標(biāo)展開研究，主要開展了以下幾個方面的工作:
　　采用公式創(chuàng)建法推導(dǎo)出齒輪泵困油面積的計算公式，并用計算機虛擬測量法驗

2、證，為后續(xù)困油壓力和嚙合載荷的計算和仿真做好前期準(zhǔn)備工作。結(jié)果表明，困油面積呈周期性變化并伴隨著突變。
　　建立了考慮輪齒嚙合剛度和誤差的嚙合載荷的數(shù)學(xué)模型，以輪齒的變形量計算出輪齒的綜合嚙合剛度，呈現(xiàn)周期性變化的，并以實例計算出周期性變化的嚙合載荷，結(jié)果表明在一對齒輪嚙合時，嚙合載荷出現(xiàn)峰值;在兩對齒輪嚙合時，嚙合載荷較平穩(wěn)。建立了考慮困油壓力的嚙合載荷的數(shù)學(xué)模型，分析了困油壓力隨著位置變化對輪齒產(chǎn)生的阻力矩的變化。結(jié)果表明，油

3、液對輪齒產(chǎn)生的阻力矩是周期性變化的，從輪齒進(jìn)入嚙合開始到脫離嚙合位置結(jié)束。
　　建立了嚙合載荷的仿真模型，并用數(shù)值模擬的方法對嚙合載荷進(jìn)行求解，結(jié)果表明，不考慮困油壓力時，嚙合載荷呈周期性變化，每個周期內(nèi)有一個峰值，即一對齒輪嚙合時產(chǎn)生的載荷突變，與數(shù)學(xué)模型相符合。建立了齒輪泵外殼和齒輪副的模態(tài)分析有限元模型，仿真結(jié)果表明，齒輪泵外殼與齒輪副不會產(chǎn)生模態(tài)耦合。建立了齒輪泵內(nèi)部流場的流體動力學(xué)計算模型，并用數(shù)值模擬的方法對流體內(nèi)部的