斜齒輪系統(tǒng)熱彈耦合及修形減振研究.pdf

1、隨著工業(yè)技術的不斷發(fā)展，高速重載齒輪系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用于交通運輸、航天航空、船舶等行業(yè)，對高速重載齒輪系統(tǒng)的性能要求也越來越高，現(xiàn)階段齒輪傳動系統(tǒng)的熱行為及振動噪聲已成為研究的重點。本文以高鐵牽引齒輪系統(tǒng)作為研究主體，基于摩擦學理論和赫茲接觸理論，研究整個齒輪系統(tǒng)的熱行為，包括對齒輪本體溫度場的分布、接觸面瞬態(tài)溫度的分布、齒輪熱變形以及熱彈耦合接觸分析等，為齒輪系統(tǒng)的修形設計提供了依據(jù)，最后通過數(shù)值分析方法，研究不同修形量對齒輪系統(tǒng)振動響

2、應的影響規(guī)律，確定最佳的修形量。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于ANSYS-APDL參數(shù)化建模方法，由修形漸開線方程建立可以考慮不同齒頂修形量的斜齒輪嚙合模型，這是輪齒的承載接觸分析、熱變形分析和熱彈耦合分析的基礎。⑵基于赫茲接觸理論和摩擦學理論，通過有限元方法研究了齒輪系統(tǒng)溫度場的分布規(guī)律。根據(jù)嚙合面上接觸壓力、嚙合齒面的相對滑動速度以及嚙合面摩擦系數(shù)方程，推導出主、從動輪嚙合面上的摩擦熱流量計算公式。通過潤滑方式和潤滑油參數(shù)推

3、導出齒輪齒面和端面的對流換熱系數(shù)。將所求得的摩擦熱流量和對流換熱系數(shù)作為熱載荷施加在輪體相應的面上，利用有限元方法得到齒輪副本體溫度場的分布規(guī)律。⑶在齒輪系統(tǒng)本體溫度場分析的基礎上，通過有限元方法將齒輪本體溫度場作為體載荷施加在嚙合齒輪副上，分別進行齒輪系統(tǒng)的熱變形分析和熱彈耦合分析，并對齒輪系統(tǒng)進行了結構分析。通過對比結構分析和熱彈耦合分析結果中齒輪變形和應力分布以及傳動誤差的分布，研究齒輪系統(tǒng)溫度場對齒輪接觸特性的影響，確定考慮齒輪