發(fā)布時(shí)間：2020-07-23 17:47

【摘要】：齒輪傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于船舶、航空、汽車等現(xiàn)代機(jī)械工程中。在工作過程中,齒面磨損的存在會(huì)改變齒廓形狀,影響到齒面載荷分布、潤(rùn)滑狀況等,從而對(duì)齒面摩擦特性產(chǎn)生影響;同時(shí),齒面磨損也受到齒面潤(rùn)滑狀態(tài)即摩擦特性的影響。此外,齒面摩擦的存在降低了傳動(dòng)效率,加速齒輪磨損,使得齒輪壽命大大縮短。因此,探究不同潤(rùn)滑狀態(tài)下齒面磨損及其對(duì)齒面摩擦特性的影響具有十分重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和意義。有鑒于此,本文以漸開線直齒圓柱齒輪為研究對(duì)象,應(yīng)用理論建模和數(shù)值仿真對(duì)齒輪磨損過程及其對(duì)摩擦特性的影響進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:1)建立直齒輪的數(shù)學(xué)模型,精確計(jì)算相關(guān)參數(shù),之后將齒輪的連續(xù)嚙合傳動(dòng)過程靜態(tài)化,將漸開線齒面平面化處理,并將漸開線齒廓等弧長(zhǎng)離散化,利用MATLAB軟件進(jìn)行編程,基于Hertz接觸理論和Archard磨損公式建立齒面磨損模型,分別計(jì)算齒廓各點(diǎn)的磨損系數(shù)、滑動(dòng)距離和接觸應(yīng)力,數(shù)值仿真了齒廓各點(diǎn)的磨損深度。結(jié)果表明:在小齒輪齒根處的磨損量最大,節(jié)點(diǎn)磨損量最小。2)在齒輪數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,建立齒輪副摩擦潤(rùn)滑模型,探討不同運(yùn)行工況下齒輪副所處潤(rùn)滑狀態(tài),并通過計(jì)算相關(guān)參數(shù)得出齒面摩擦系數(shù)和摩擦力的分布規(guī)律,揭示齒面摩擦特性。結(jié)果表明:齒面時(shí)變摩擦系數(shù)的分布與潤(rùn)滑狀態(tài)息息相關(guān),轉(zhuǎn)速的增大和負(fù)載的減小有助于潤(rùn)滑油膜的形成。3)在磨損和摩擦潤(rùn)滑模型的基礎(chǔ)上,通過計(jì)算齒面磨損后相關(guān)參數(shù)的改變來分析齒面摩擦特性,探討磨損對(duì)摩擦特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明,在不同潤(rùn)滑狀態(tài)下,磨損可加劇齒輪雙齒嚙合區(qū)摩擦特性的改變,對(duì)單齒嚙合區(qū)的影響不大。4)在電功率封閉齒輪試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn),通過觀察齒面磨損后的形貌及監(jiān)測(cè)振動(dòng)信號(hào),對(duì)試驗(yàn)和仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:試驗(yàn)結(jié)果和理論仿真呈現(xiàn)較好的一致性,從而為分析磨損過程及磨損對(duì)齒面摩擦特性的影響提供指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH132.41

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本文編號(hào)：2767636