船用斜齒輪三維動(dòng)力接觸及溫度場(chǎng)仿真研究.pdf

1、斜齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于船舶動(dòng)力裝置中，是船舶軸系后傳動(dòng)部件之一。船用斜齒輪傳動(dòng)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(kāi)時(shí)，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(yùn)行與使用壽命。本文就船用斜齒輪三維動(dòng)力接觸及溫度場(chǎng)展開(kāi)仿真研究，其研究成果對(duì)斜齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化、使用與維護(hù)具有著重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 本文中重點(diǎn)解決以下幾方面問(wèn)題： 1.分析了船用氣胎離合器接合、穩(wěn)定

2、運(yùn)轉(zhuǎn)及脫開(kāi)過(guò)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(shí)間、轉(zhuǎn)速等參數(shù)間的數(shù)學(xué)表達(dá)式； 2.建立了斜齒輪動(dòng)態(tài)沖擊一接觸及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的斜齒輪本體溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型； 3.建立了斜齒輪三維有限元精確模型，并進(jìn)行了沖擊有限元計(jì)算，綜合比較了在不同接合轉(zhuǎn)速、不同接合時(shí)間工況下，斜齒輪各部位的應(yīng)力、接觸壓力和變形狀況；分析了沖擊載荷及沖擊持續(xù)時(shí)間對(duì)斜齒輪強(qiáng)度的影響； 4.運(yùn)用傳熱學(xué)、摩擦學(xué)、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(chǎng)分布狀況。 研究結(jié)果表明：①斜齒輪受到的沖擊力矩是時(shí)間和轉(zhuǎn)速的函數(shù)，在離合器接合時(shí)，受轉(zhuǎn)速影響較大，受時(shí)間影響較小。由于本課題采用氣胎離合器，其接合時(shí)間較長(zhǎng)，接合過(guò)程中斜齒輪所受到的沖擊載荷不大，仍在許用范圍內(nèi)，因此可適當(dāng)縮短離合器接合時(shí)間，以提高船舶機(jī)動(dòng)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(yuǎn)的斜齒輪本體，其溫度越接近油溫。單輪齒摩擦熱流密度對(duì)斜齒輪本體溫度