重載齒輪性能分析及結構優(yōu)化技術研究.pdf

1、重載齒輪在大型工程機械中得到廣泛應用。為滿足大型工程的重載需求，減速器的齒輪需要在保持原有漸開線齒輪傳動平穩(wěn)、振動小等優(yōu)點的同時，進一步提高其承載能力，減小在復雜工況中承受的沖擊。這需要在了解齒輪重載傳動性能的基礎上，對輪齒進行優(yōu)化設計。目前，諸多學者的研究偏向于齒輪的瞬態(tài)沖擊或穩(wěn)態(tài)的接觸，這對于了解全齒面的動態(tài)接觸性能是不全面的。
　　 本文以輪邊減速器的齒輪為研究對象，以提高齒輪承載能力和齒輪傳動運動平穩(wěn)性為目的，在已進行的

2、課題組動力學分析基礎上，進一步深入研究重載齒輪副接觸分析技術和基于接觸的熱固耦合分析技術，對太陽輪進行了齒向和齒廓的修形，并驗證了修形方法的可行性。因此，本文的主要工作歸納如下:
　　 1、建立了圓柱齒輪接觸的數(shù)學模型和物理模型。主要是應用齒輪空間嚙合的數(shù)學理論，建立直角坐標系下的齒輪接觸模型;將經(jīng)典接觸力學中圓柱面接觸的基礎理論擴展到齒輪接觸分析中。
　　 2、在有限元分析軟件ABAQUS的支持下，研究研究重載齒輪對的

3、接觸分析技術和基于接觸的熱固耦合分析技術。包括:離散齒輪實體模型;然后，對離散后的實體模型按照有限元的思路不斷判斷接觸的狀態(tài);最后，在求解接觸狀態(tài)平衡方程的同時，應用接觸力學的方法，求解接觸應力和位移。而基于接觸的熱固耦合分析，在前述計算的同時，還要不斷的求解溫度場。另外，本文在保證邊界和載荷不變的前提下，采用加密網(wǎng)格多次計算的方式，來驗證有限元計算的準確性。
　　 3、提取了有限元計算結果的變形量、全齒面接觸線應力曲線圖，以了

4、解全齒面在整個接觸過程中的應力分布情況，確定修形的主要區(qū)域。并以單雙齒交替嚙合時的最大變形量為主要參數(shù)，確定最大修形量。
　　 4、總結已有的修形方案，結合有限元計算的結果，對太陽輪進行齒向和齒廓修形。最后給出了一組針對重載工況的修形參數(shù)，創(chuàng)建了修形后的太陽輪實體模型。
　　 本文應用有限元的方法進行了全齒面的接觸分析和基于接觸的熱固耦合分析;依據(jù)AGMA標準確定了用于反映全齒面接觸應力情況的五條接觸線;以性能分析為基礎