基于熱彈變形的高速重載齒輪修形研究.pdf

1、齒輪傳動(dòng)是現(xiàn)代工業(yè)最常用的傳動(dòng)形式之一。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)齒輪性能提出了越來越高的要求，如船舶、風(fēng)電、礦山等行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備均要求齒輪傳動(dòng)具備傳遞功率大、轉(zhuǎn)動(dòng)速率高及使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，此時(shí)就必須考慮溫度對(duì)齒輪修形的影響。
　　 論文課題來源于重慶市科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目“高性能船舶用齒輪箱系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”（CSTC：2007AB3030）。基于齒輪嚙合原理、輪齒接觸分析、摩擦學(xué)和傳熱學(xué)，以解析計(jì)算方法與有限元分析法相結(jié)合為手段

2、，針對(duì)高速重載齒輪系統(tǒng)，開展齒輪彈性接觸、對(duì)流傳熱、齒輪溫度場(chǎng)及齒廓修形研究。本文的主要研究工作如下：
　　 ①利用赫茲接觸理論以及彈性接觸有限元法計(jì)算齒輪接觸壓力，根據(jù)齒輪嚙合原理計(jì)算齒輪嚙合過程中主從動(dòng)輪相對(duì)滑動(dòng)速度，考慮齒面粗糙度、潤(rùn)滑油溫度及動(dòng)力粘度等影響，計(jì)算齒面摩擦系數(shù)，得出齒面熱流量，并分析其變化規(guī)律和影響因素。
　　 ②綜合考慮齒輪轉(zhuǎn)速，潤(rùn)滑油熱傳導(dǎo)率、密度、比熱、運(yùn)動(dòng)粘度以及間隙冷卻過程中的標(biāo)準(zhǔn)化總冷卻

3、量等的影響，建立在潤(rùn)滑條件下齒輪端面以及輪齒嚙合面的對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算方法，分析對(duì)流傳熱系數(shù)的分布規(guī)律及影響因素。
　　 ③建立齒輪本體溫度有限元分析模型，根據(jù)輪齒本體溫度的熱平衡方程，加載熱邊界條件，利用ANSYS 進(jìn)行齒輪本體溫度場(chǎng)求解，并討論影響齒輪本體溫度場(chǎng)分布規(guī)律的相關(guān)因素。
　　 ④將齒輪溫度場(chǎng)引入彈性接觸分析模型中進(jìn)行熱-結(jié)構(gòu)耦合仿真分析，計(jì)算齒輪的熱彈變形；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行齒輪修形研究，確定基于熱彈變形的