摩擦對齒輪裂紋特性的影響.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文課題來源于教育部重點項目和甘肅省自然科學(xué)基金項目及蘭州理工大學(xué)梯隊特色項目?；跀嗔蚜W(xué)理論研究了漸開線齒輪齒根裂紋的斷裂力學(xué)特性，研究了裂紋尖端應(yīng)力強度因子的計算方法，分析齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)及摩擦對齒輪裂紋特性影響，為齒輪結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、抗斷裂設(shè)計、確定其殘余壽命和安全設(shè)計打下基礎(chǔ)。 本文將從斷裂力學(xué)角度出發(fā)，采用有限元的計算方法，研究齒根的斷裂。在漸開線齒輪齒根裂紋建模過程中，主要采用ANSYS軟件自下而上的建模方式建立齒輪嚙合

2、模型及齒輪根部裂紋模型。前人經(jīng)過大量對鋼齒輪的實驗，得到：f=0．03～0．04。本文取f=0．03，0．032，0．034，0．036，0．038，0．04。在應(yīng)力強度因子的計算過程中，從線彈性斷裂力學(xué)角度出發(fā)，應(yīng)用ANSYS軟件對裂尖進(jìn)行奇異化處理，并計算其應(yīng)力強度因子。研究了不同摩擦系數(shù)f及不同裂紋結(jié)構(gòu)參數(shù)下（0

3、響。并計算了f=0時裂尖等效應(yīng)力、位移及應(yīng)力強度因子。而當(dāng)α/c=0時，齒輪裂紋等效為切口形式，用ALGOR軟件計算出α/c=0裂尖的等效應(yīng)力，位移及應(yīng)力強度因子數(shù)值。得到齒輪根部危險斷面的簡化公式。修正齒輪應(yīng)力強度因子公式。本文得到的主要結(jié)論有： （1）對于同一裂紋結(jié)構(gòu)，隨著摩擦系數(shù)的增加，裂紋尖端等效應(yīng)力、裂紋尖端應(yīng)力強度因子、裂紋尖端位移也相應(yīng)增加。 （2）裂紋尖端等效應(yīng)力在同一摩擦系數(shù)不同裂紋結(jié)構(gòu)參數(shù)下存在一種波

4、動變化，當(dāng)α=0．067B（B為齒輪危險截面的厚度）剪切力作用達(dá)到最大值。 （3）同一摩擦系數(shù)下，隨α/c變化存在一個α/B=ψ，當(dāng)ψ<0．05時前自由面影響起主要作用，當(dāng)ψ>0．05時后自由面影響起主要作用。均隨著比值的增大應(yīng)力強度因子先增大后減小。 （4）當(dāng)f=0時裂紋尖端的應(yīng)力、位移及應(yīng)力強度因子相對存在摩擦而言很小，說明在計算裂紋尖端應(yīng)力場強時摩擦是不可忽略的，從而說明了本文的研究具有重要意義。 （5）齒

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