高速直齿轮本体温度场的仿真与试验研究

综合运用齿轮啮合学、摩擦学和传热学知识,精确计算了轮齿不同啮合位置的摩擦热流密度以及轮齿啮合面、端面的对流换热系数。利用ANSYS软件建立了直齿轮单个轮齿的有限元模型,获得了轮齿的本体温度场,分析了扭矩、转速以及润滑油输入温度等关键参数对轮齿本体温度场的影响。研究结果表明:轮齿最高温度区域分布在轮齿啮合接触面的中心部位,轮齿啮合面温度沿齿宽方向近似呈抛物线分布;轮齿的最高温度随扭矩、转速和润滑油输入温度的增加而增加;仿真值和试验值基本吻合,证明仿真分析方法可用于齿轮本体温度场的研究。

弹流润滑下高速直齿轮稳态温度场研究

针对高速直齿轮真实啮合状态建立了线接触弹流润滑的计算数学模型,包括Reynolds方程、膜厚方程、载荷平衡方程等;利用数值方法求解了高速直齿轮在弹流润滑条件下不同啮合位置的摩擦因数,利用摩擦学和传热学得到了轮齿不同表面上的传热边界条件。采用基于热网络法的Patran和Sinda软件联合热分析方法建立了高速直齿轮单齿网络模型并获得了轮齿的稳态温度场分布,通过齿轮试验台测温试验得到了试验条件下直齿轮稳态温度分布,并与仿真结果进行了对比,论证了仿真方法的可行性。

高速直齿圆柱齿轮离心应力的计算

本文推导了高速直齿圆柱齿轮离心应力的计算公式 :为了计算离心应力的方便 ,给出了系数A的数值表。同时 ,分析了齿数Z对系数A的数值的影响 ,绘制了系数A的数值随着齿数Z的变化曲线 ,为齿轮强度计算和设计计算提供了理论依据。