齒輪副的靜、動(dòng)態(tài)數(shù)值計(jì)算與動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)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(duì)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(duì)齒根齒形曲線的曲率以及齒根彎曲強(qiáng)度的影響.針對(duì)四種加載方式進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)有限元計(jì)算,并對(duì)簡(jiǎn)化的齒輪模型進(jìn)行誤差分析.本文提出一種新的邊界條件,同時(shí)約束兩輪的徑向和軸向位移,保留兩輪的周向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,在主動(dòng)輪上施加由于高速旋轉(zhuǎn)引起的慣性轉(zhuǎn)矩,在從動(dòng)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(jìn)行有限元計(jì)算,通過對(duì)比可知,采用新邊界條件得到的結(jié)果更接近真實(shí)值. 齒輪傳動(dòng)是最重要的傳動(dòng)形式之一,良好潤(rùn)滑是保證齒輪正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素,為了研究各種齒輪參數(shù)對(duì)潤(rùn)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(rùn)滑問題,計(jì)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(diǎn),已經(jīng)被證明是一種功能強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算方法.計(jì)算結(jié)果顯示,通過增大齒輪的模數(shù)、傳動(dòng)比、分度圓壓力角、齒輪轉(zhuǎn)速和

3、潤(rùn)滑油粘度等參數(shù)可以增加齒面間的潤(rùn)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(diǎn)處的當(dāng)量曲率半徑、卷吸速度、輪齒所受載荷隨時(shí)間的變化,以及壓力對(duì)潤(rùn)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(rùn)滑條件下的完全數(shù)值解.分析了輪齒在整個(gè)嚙合過程中受到的載荷以及沖擊載荷對(duì)齒輪彈流潤(rùn)滑的影響,并將計(jì)算出的油膜壓力作為加載參數(shù)進(jìn)行考慮彈流潤(rùn)滑影響的齒輪強(qiáng)度有限元計(jì)算,這一工作是前人沒有做過的探索性