船用斜齒輪三維動力接觸及溫度場仿真研究.pdf

1、斜齒輪傳動系統(tǒng)廣泛應用于船舶動力裝置中，是船舶軸系后傳動部件之一。船用斜齒輪傳動系統(tǒng)工況惡劣，經(jīng)常受沖擊載荷的作用，尤其是離合器接合、脫開時，斜齒輪輪齒之間的沖擊更為劇烈，易造成輪齒折斷，影響斜齒輪的安全運行與使用壽命。本文就船用斜齒輪三維動力接觸及溫度場展開仿真研究，其研究成果對斜齒輪傳動系統(tǒng)的設計、優(yōu)化、使用與維護具有著重要的理論意義和實際應用價值。 本文中重點解決以下幾方面問題： 1.分析了船用氣胎離合器接合、穩(wěn)定

2、運轉及脫開過程中斜齒輪受到的沖擊力矩變化情況，給出了沖擊力矩與時間、轉速等參數(shù)間的數(shù)學表達式； 2.建立了斜齒輪動態(tài)沖擊一接觸及運轉時的斜齒輪本體溫度場數(shù)學模型； 3.建立了斜齒輪三維有限元精確模型，并進行了沖擊有限元計算，綜合比較了在不同接合轉速、不同接合時間工況下，斜齒輪各部位的應力、接觸壓力和變形狀況；分析了沖擊載荷及沖擊持續(xù)時間對斜齒輪強度的影響； 4.運用傳熱學、摩擦學、Blok理論及斜齒輪嚙合基本原理

3、，分析了不同油溫下斜輪齒的溫度場分布狀況。 研究結果表明：①斜齒輪受到的沖擊力矩是時間和轉速的函數(shù)，在離合器接合時，受轉速影響較大，受時間影響較小。由于本課題采用氣胎離合器，其接合時間較長，接合過程中斜齒輪所受到的沖擊載荷不大，仍在許用范圍內，因此可適當縮短離合器接合時間，以提高船舶機動性能；②離接觸面最高溫度越近的斜齒輪本體，其溫度變化不大；離接觸面最高溫度越遠的斜齒輪本體，其溫度越接近油溫。單輪齒摩擦熱流密度對斜齒輪本體溫度