彈流潤滑狀態(tài)下直齒輪的接觸疲勞壽命分析畢業(yè)設計(文件)
【正文】 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評定成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 教學系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 摘 要 真實的直齒輪傳動是復雜的， 在對于高速 傳動 的 直齒輪進行接觸疲勞壽命的準確評估 時 ， 應該 考慮 其 彈流潤滑效應 ；又考慮到 高速 、 重載和大滑滾比下 , 影響彈流潤滑偏離經典彈流潤滑理論的三個因素 , 即 溫度效 應 、 潤滑劑的非牛頓效應和表面粗糙度效應 ，故 將齒輪 的 數學模型導入到有限元分析軟件 ANSYS中 。 Dynamical simulation。 彈性流體動力潤滑 (EHL)主要是研究點 、 線高副接觸機器零件的潤滑問題 (譬如齒輪 、 凸輪和滾動軸承等機器零件的潤滑 )。 但是 , 發(fā)生失效的機器零件大都經過彈流潤滑設計表明能夠良好的潤滑 。 所以在 進行直齒輪疲勞壽命的分析時應該將這三個方面考慮進去。 而 齒輪的潤滑與接觸問題的解決程度 則 被 各國 視為衡量摩擦學發(fā)展的重要標志 。 （二）課題研究現(xiàn)狀 由于實際情況中高速重載的直齒輪嚙合情況非常復雜，計算量巨大，想要對彈流潤滑狀態(tài)直齒輪的疲勞壽命進行分析進行實際的運算是十分困難的。如圖 1(a)所示。工況取轉速 n=7 500 r/min，傳遞功率 PE=600 kW，齒輪副材料 20Cr2Ni4A，屈服強度 ? s=1 080 MPa，拉伸強度 ? b=1 175MPa，彈性模量 E=105 MPa ，泊松比 ν =，潤滑油動力黏度η = Pa 1) 主動輪轉角計算分析 實際的嚙合長度應該為 式中： ra1 和 ra2 是主動輪和從動輪的齒頂圓半徑； r1 和 r2 分別為主、 從動輪的分度圓 半徑； rb1和 rb2 則是主動輪和從動輪的基圓半徑運算時為了方便均可以以使兩數值相等。彈流潤滑基本方程組如下。 3) 黏壓方程。其中： b為赫茲接觸半寬，其公式為 pH 為最大 赫茲 接觸應力， pH = 2w/(π b)，將這些量綱 1 的參數代入彈流潤滑方程組，簡化后 進行彈流潤滑數值解的求解 [14]。 接觸應力的轉化 我們假設這種工作情況下油膜是穩(wěn)定并且不發(fā)生破裂的，我們可以用看到 B+點的油膜壓力沿齒寬分布的情況見圖 4。 最后再 通過有限元分析，即可得出 再 油膜壓力作用下齒輪的接觸應力。 數值計算方法在工程分析領域中應用比較廣泛的一種計算方法便是有限元法，從上世紀中期以來，因為它獨特的計算優(yōu)勢得到了廣泛地發(fā)展，現(xiàn)在已經出現(xiàn)了很多種有限元算法，并且因此出現(xiàn)了一批非常成熟的通用和專業(yè)有限元商業(yè)軟件。 ANSYS 的功能強大，操作也簡單方便，現(xiàn)如今它已經為國際最流行的有限元分析軟件 。第二是加 載并求解在這里我們需要添加面載荷以及體積載荷等等，第三是后處理在這里我們使用時間歷程后處理來進行瞬態(tài)分析和動力分析的處理 。 （ 7） 給定必須的邊界條件 （ 8） 定義求解選項和載荷步 （ 9） 求解接觸問題 （ 10） 查看結果 3 齒輪接觸應力的 Ansys 有限元分析 （ 1） 在 Pro/e 環(huán)境下對齒輪建模 設置齒輪參數（ “工具 ”→“ 參數 ”） 添加參數：模數 M=2；齒數 Z=20；壓力角 ALPHA=20；齒寬 B=15；齒頂高系數 1?hax ；頂隙系數 cx =。 有 4 個節(jié)點 ,和 三角形單元 相比 ,計算精度 會 更高對于帶中間節(jié)點的四邊形而言 ,節(jié)點數更少 ,更加 節(jié)約計算時間 ,而精度 不會有太大的 下降 。單擊【 OK】按鈕，將 PLANE182 單元添加，并關閉單元類型對話框，同時返回到第一步打開的單元類型對話框，如下圖 單擊【 Opyions】按鈕，打開如下圖所示的“ PLANE182 element type option”（單元選項設置）對話框，對 PLANE182 單元進行設置。依次雙擊“ StructuralFriction Coefficient”，打開定義材料摩擦系數對話框 在“ MU”文本框中輸入摩擦系數 ，單機【 OK】按鈕，退出定義材料模數屬性窗口，完成對材料模數屬性的定義。 。先 設定單元尺寸大小為 5： “ Preprocessor MeshingSize Cntrls |ManualSize Global Size”。 （ 3） 定義 材料屬性 （ 3） 從主菜單選擇 “ Preprocessor Material Props Material Models” ，打開“ Define Material Model Behavior” (材料模型定義 )對話框，然后依次雙擊“ StructuralLinear Elastic Isotropic” ，將會彈出 1 號材料的彈性模量 EX 和泊松比 PRXY 的定義對話框 ，在 對話框中的“ EX” 文本框中輸入 “”，“ PRXY” 文本框中輸入“ ” 。單擊【 Add】對話框中的按鈕，將彈出“ Library of Element Types ” (單元類型庫
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