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《太原理工大学》 2004年
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齿轮传动动态弹流润滑的数值计算模型研究

李朵朵  
【摘要】:渐开线齿轮在啮合传动过程中,其轮齿刚度、接触载荷、齿面速度和曲率半径等沿啮合线在始终变化着;同时,由于齿轮制造、安装误差等原因不可避免地会产生动载荷。所以说,齿轮啮合属于典型的动态过程。而现行的齿轮接触疲劳强度设计仅仅适用于静态干接触Hertz理论。因此,进行齿轮动态润滑研究对完善齿轮强度设计理论具有一定的理论意义。 本文的研究是建立在齿轮传动系统动力学及弹性流体动力润滑理论基础之上。首先采用系统分析法分析了轮齿接触动载荷沿齿轮传动啮合线的分布;接着提出了与动载荷相适应的弹性流体动力润滑理论;最后形成了齿轮传动动态弹流润滑的数值计算模型。该计算模型的建立,无疑为后续研究奠定了坚实的基础。分析、总结本文的主要工作,可以归 太原理工大学硕士研究生学位论文 纳如下几点: 1.采用系统分析法建立了齿轮传动系统的扭转振动、 横向振动及其祸合振动的等效动力学模型和相应的动力学 方程;计算了轮齿静刚度、动态啮合刚度;分析了轮齿的齿 形误差、基节误差对啮合刚度的影响;给出了轮齿刚度及齿 轮动载沿传动啮合线的分布。尤其是运用Matlab中的 Sim川ink求解齿轮传动系统动力学方程是本文的特色之一。 2.采用当量齿形法详细地分析了轮齿的总变形,其中 包括当量齿形中矩形和梯形两部分的弯曲、剪切变形以及由 轮齿基体弹性倾斜所引起的轮齿变形和轮齿接触变形等,并 给出了相应的变形曲线图。 3.将齿轮动载计算结果与润滑理论进行祸合从而形 成了齿轮动态弹流润滑计算公式。这些公式中不仅考虑了润 滑剂的热效应和非牛顿效应,还考虑了载荷、速度、曲率半 径等随时间和空间的双重变化。应用这些公式,可以算出轮 齿在啮合线上任意位置啮合时的齿面压力分布、油膜厚度、 温度分布及摩擦系数等。 4.提出了齿轮传动动态弹流润滑数值计算方法。由于 多重网格法数值稳定性好、收敛速度快,近年引起了各国弹 2 太原理工大学硕士研究生学位论文 流工作者的青睐111,鉴此,本文提出了采用多重网格法进行 计算的求解思路和数值方法。但由于时间所限,未能获得数 值计算结果,这也正是本文的缺憾之处。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TH132.4

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