風(fēng)電增速箱斜齒輪齒向修形研究

【摘要】： 隨著風(fēng)力發(fā)電向大功率發(fā)展,對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增速齒輪箱的可靠性提出了更高的要求。深入研究風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪傳動(dòng)系統(tǒng),特別是斜齒輪修形技術(shù),對(duì)提高增速箱齒輪傳動(dòng)的承載能力與使用壽命有重要意義。 本文以風(fēng)電增速箱傳動(dòng)系統(tǒng)中間級(jí)的一對(duì)齒輪軸為研究對(duì)象,運(yùn)用有限元分析的方法,結(jié)合齒輪齒向修形理論,提出斜齒輪的齒向修形(鼓形修整和螺旋角修整)的方案,并通過(guò)仿真對(duì)修形的效果進(jìn)行了驗(yàn)證。 首先,建立中間級(jí)齒輪軸的有限元模型,分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,得出軸和齒輪的變形,采用APDL編程、MATLAB編程和ANSYS后處理中的路徑功能提取軸心的彎曲變形和齒輪的扭轉(zhuǎn)變形。 其次,應(yīng)用齒輪鼓形修整和螺旋角修整的原理和方法,根據(jù)軸心的彎曲變形和齒輪的扭轉(zhuǎn)變形,分別得出齒輪鼓形修整和螺旋角修整所需的參數(shù),并在CAD軟件中對(duì)齒輪進(jìn)行修形:對(duì)修形前后的一對(duì)齒輪軸分別建立有限元模型,進(jìn)行嚙合接觸分析,提取嚙合力進(jìn)行對(duì)比。對(duì)比的結(jié)果表明:修形后齒輪嚙合力沿齒向的分布更加均勻,載荷集中現(xiàn)象得到了改觀,一端接觸的情況得以避免,證明本文針對(duì)風(fēng)電齒輪箱中間級(jí)斜齒輪提出的鼓形修整和螺旋角修整的方案是可行的。 然后,對(duì)軸和齒輪的過(guò)盈聯(lián)接進(jìn)行接觸有限元分析,經(jīng)過(guò)后處理得到軸心彎曲變形和齒輪扭轉(zhuǎn)變形,與未考慮過(guò)盈聯(lián)接時(shí)的變形進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)過(guò)盈聯(lián)接對(duì)軸心彎曲的影響較大,對(duì)齒輪扭轉(zhuǎn)的影響相對(duì)較小。得出結(jié)論:在鼓形修整時(shí)需要考慮過(guò)盈聯(lián)接引起的變形,而螺旋角修整可以不考慮。 最后,通過(guò)接觸有限元分析探討了過(guò)盈聯(lián)接各參數(shù)(外載、過(guò)盈量、摩擦系數(shù))對(duì)聯(lián)接強(qiáng)度的影響,為過(guò)盈聯(lián)接的設(shè)計(jì)提出了一些建議。得出結(jié)論:過(guò)盈聯(lián)接的孔需要倒角,大過(guò)盈量配合時(shí)需要考慮摩擦系數(shù)的影響。 【關(guān)鍵詞】：齒向修形 有限元分析 過(guò)盈聯(lián)接 接觸
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題來(lái)源9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)9-13
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 研究意義及主要研究方法13-14
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容14-15
• 2 齒向修形理論15-28
• 2.1 齒向載荷分布15-17
• 2.1.1 齒向載荷的分布模型15-17
• 2.1.2 使齒向載荷分布均勻的方法17
• 2.2 鼓形修整17-25
• 2.2.1 需要鼓形修整的原因17-18
• 2.2.2 鼓形修整的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18-19
• 2.2.3 鼓形量的確定19-24
• 2.2.4 鼓形中心的確定24-25
• 2.3 螺旋角修整25-27
• 2.3.1 螺旋角和螺旋角誤差25-26
• 2.3.2 螺旋角修整原理26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 3 齒輪軸彈性變形分析與齒向修形28-50
• 3.1 結(jié)構(gòu)有限元分析28-33
• 3.1.1 幾何模型28-29
• 3.1.2 材料屬性29
• 3.1.3 劃分網(wǎng)格29-31
• 3.1.4 施加邊界條件31-33
• 3.2 彎曲變形分析與鼓形修整33-40
• 3.2.1 路徑33-34
• 3.2.2 中間級(jí)大齒輪彎曲變形分析34-36
• 3.2.3 中間級(jí)小齒輪彎曲變形分析36-40
• 3.2.4 鼓形修整40
• 3.3 扭轉(zhuǎn)變形分析與螺旋角修整40-46
• 3.3.1 中間級(jí)大齒輪扭轉(zhuǎn)變形分析41-43
• 3.3.2 中間級(jí)小齒輪扭轉(zhuǎn)變形分析43-46
• 3.3.3 螺旋角修整46
• 3.4 齒向修形的驗(yàn)證46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 4 過(guò)盈聯(lián)接對(duì)齒向修形的影響及聯(lián)接強(qiáng)度分析50-64
• 4.1 過(guò)盈聯(lián)接接觸分析50-54
• 4.1.1 理論接觸模型50-51
• 4.1.2 有限元接觸模型51-53
• 4.1.3 剛度系數(shù)的選取53-54
• 4.2 過(guò)盈聯(lián)接對(duì)齒向修形的影響54-59
• 4.2.1 過(guò)盈聯(lián)接對(duì)鼓形修整的影響55-57
• 4.2.2 過(guò)盈聯(lián)接對(duì)螺旋角修整的影響57-59
• 4.3 過(guò)盈聯(lián)接強(qiáng)度的分析59-63
• 4.3.1 過(guò)盈量對(duì)接觸的影響59-60
• 4.3.2 載荷變化對(duì)接觸的影響60-61
• 4.3.3 摩擦系數(shù)對(duì)接觸的影響61-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況67-68
• 致謝68-69

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