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《重庆大学》 2013年
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固体润滑齿轮副摩擦学性能优化设计

徐建春  
【摘要】:齿轮传动是现代机械中最重要的传动方式之一。随着工业水平的提高和齿轮应用领域的发展,齿轮传动正向重载、高速、高精度、高效率、高可靠等方向发展,这就需要从设计理论、材料、制造工艺、实验技术等多方面对齿轮传动的性能不断优化。润滑和摩擦是齿轮研究中的重要工作。对于在高(低)温、高真空、高负荷和强辐射等特殊环境下运行的齿轮系统,传统的润滑油(脂)几乎无法完成润滑任务,因此固体润滑技术得以发展并应用到齿轮传动中。本文以重庆大学王家序教授发明的固体润滑精密滤波驱动装置(专利公开号:CN101042180A)中的减速器传动件为研究对象,以降低其摩擦磨损、减少冲击振动、提高可靠性、延长使用寿命为目的,对其齿轮副中的摩擦学性能进行了分析与优化。主要研究内容概括如下: ①以MoS_2作为齿轮副固体润滑膜,简述了MoS_2的结构与性质、制备原理以及固体润滑膜质量的表征方法。对固体润滑膜/基体系统中应力分布的研究是评价润滑膜与基体结合强度的重要手段,采用有限元法对不同厚度和不同弹性模量的润滑膜条件下的润滑膜/基体系统中的应力分布进行了计算与分析。 ②分析了滤波减速器的结构组成和工作原理,揭示了齿轮副中的摩擦学行为——齿轮副之间存在滚动和滑动摩擦以及啮合冲击。建立固体润滑滤波减速器的三维实体模型,对齿轮副进行动态接触有限元分析,得到了齿轮啮合过程中的应力应变分布情况和变化规律。 ③在理解与分析齿轮副温度场分布的有限元计算理论与方法的基础上,确定滤波减速器有限元热分析的加载参数,计算得到了齿轮本体温度场分布和热变形量,为齿轮修形量的确定提供依据。 ④以减少齿面摩擦磨损,避免产生啮合冲击,优化齿轮摩擦学性能为目的,对滤波减速器齿轮进行齿廓修形设计。结合齿轮修形理论和有限元计算结果,确定轮齿修形参数。通过有限元计算分析比较了修形前后滤波减速器性能的变化。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TH132.41

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【参考文献】
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