機械結(jié)合面切向接觸剛度研究.pdf

1、大型的機械設(shè)備大都由許多零部件所構(gòu)成，從而導(dǎo)致機械設(shè)備中有許多結(jié)合面的存在。結(jié)合面的參數(shù)特性會直接影響到整機的性能，而齒輪接觸是一種最常見的接觸類型，廣泛地存在于許多大型機械中。因此研究齒輪結(jié)合面參數(shù)有利于提高機械設(shè)備的加工性能。
　　 針對齒輪接觸，宏觀上簡化為兩個含粗糙表面圓柱體的接觸。本文基于彈性力學(xué)基本理論，推導(dǎo)了微觀表面為任意橢圓拋物面的微凸體接觸的切向接觸剛度；采用分形理論建立了宏觀切向接觸剛度的計算模型；利用數(shù)理統(tǒng)

2、計理論給出了接觸面長短半軸符合正態(tài)分布和Gamma分布時圓柱形接觸體切向接觸剛度的計算結(jié)果。通過分析各個模型的影響因素，系統(tǒng)地研究了機械結(jié)合面的切向接觸剛度。
　　 假設(shè)含粗糙表面圓柱體接觸曲面上分布微凸體為橢圓拋物體，兩個微凸體的接觸面為橢圓，運用彈性力學(xué)半無限體基本理論，得出橢圓形接觸面的尺寸進而得到微凸體接觸的切向接觸剛度表達式。通過數(shù)值計算得到：微凸體切向接觸剛度與法向載荷、切向載荷、結(jié)合面泊松比以及粗糙表面摩擦系數(shù)呈非

3、線性的關(guān)系；微凸體切向接觸剛度隨法向載荷、粗糙表面摩擦系數(shù)和結(jié)合面的泊松比的增大而增大，隨切向載荷的增大而減小。
　　 運用分形理論，結(jié)合單個微凸體的切向接觸剛度計算模型，考慮接觸曲面形狀的影響，提出了曲面形狀影響系數(shù)，推導(dǎo)得出宏觀粗糙圓柱體接觸的切向接觸剛度，并得到宏觀切向接觸剛度的分形模型。該模型除與材料特性和載荷相關(guān)之外，還與分形維數(shù)，表面粗糙度幅值等呈非線性關(guān)系。隨分形維數(shù)的增大切向接觸剛度先增大后減小，分形維數(shù)為1.7