齒輪副的靜、動態(tài)數(shù)值計算與動態(tài)光彈性實驗研究.pdf

1、本文以標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪作為研究對象.利用共軛曲面原理推導(dǎo)出齒根齒形曲線方程,并據(jù)此創(chuàng)建出精確的二維和三維全齒數(shù)齒輪模型.論證了齒輪加工刀具齒頂圓弧半徑對齒根齒形曲線的曲率以及齒根彎曲強度的影響.針對四種加載方式進行靜、動態(tài)有限元計算,并對簡化的齒輪模型進行誤差分析.本文提出一種新的邊界條件,同時約束兩輪的徑向和軸向位移,保留兩輪的周向轉(zhuǎn)動自由度,在主動輪上施加由于高速旋轉(zhuǎn)引起的慣性轉(zhuǎn)矩,在從動輪上施加因外部阻力引起的扭矩負(fù)載.利用

2、創(chuàng)建的三維齒輪嚙合模型結(jié)合新的邊界條件進行有限元計算,通過對比可知,采用新邊界條件得到的結(jié)果更接近真實值. 齒輪傳動是最重要的傳動形式之一,良好潤滑是保證齒輪正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素,為了研究各種齒輪參數(shù)對潤滑油膜的影響,引入多重網(wǎng)格法求解齒輪在重載下的彈流潤滑問題,計算結(jié)果令人滿意.多重網(wǎng)格法具有收斂速度快,數(shù)值穩(wěn)定性好的優(yōu)點,已經(jīng)被證明是一種功能強大的數(shù)值計算方法.計算結(jié)果顯示,通過增大齒輪的模數(shù)、傳動比、分度圓壓力角、齒輪轉(zhuǎn)速和

3、潤滑油粘度等參數(shù)可以增加齒面間的潤滑油膜的厚度,從而有效地減小磨損、膠合等失效形式發(fā)生的幾率.綜合考慮輪齒在不同嚙合點處的當(dāng)量曲率半徑、卷吸速度、輪齒所受載荷隨時間的變化,以及壓力對潤滑油粘度和密度的影響,利用多重網(wǎng)格技術(shù)求得齒輪在非穩(wěn)態(tài)彈流潤滑條件下的完全數(shù)值解.分析了輪齒在整個嚙合過程中受到的載荷以及沖擊載荷對齒輪彈流潤滑的影響,并將計算出的油膜壓力作為加載參數(shù)進行考慮彈流潤滑影響的齒輪強度有限元計算,這一工作是前人沒有做過的探索性