螺旋錐齒輪彎曲與接觸強(qiáng)度計(jì)算及試驗(yàn)研究

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1、學(xué)校代號(hào)１０５３２學(xué)號(hào)Ｓ１６０２Ｗ０２２１分類號(hào)ＴＨ１３２．４密級(jí)公開ＨＵＮＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ工程碩士學(xué)位論文螺旋錐齒輪彎曲與接觸強(qiáng)度計(jì)算及試驗(yàn)研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名萬亮宏培養(yǎng)單位機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院導(dǎo)師姓名及職稱周長(zhǎng)江教授康瑛高工學(xué)科專業(yè)車輛工程研究方向傳動(dòng)機(jī)械學(xué)論文提交日期２０１８年５月１８日學(xué)校代號(hào)：１０５３２學(xué)號(hào)：Ｓ１６０２Ｗ０２２１密級(jí)：公開湖南大學(xué)工程碩士學(xué)位論文螺旋錐齒輪彎曲與接觸強(qiáng)度計(jì)算及試驗(yàn)研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名：萬亮宏導(dǎo)師姓名及職稱

2、：周長(zhǎng)江教授康瑛高工培蕎單位：機(jī)械與運(yùn)載工稈學(xué)院專業(yè)名稱：車輛工程論女提交日期：２０１８年５月１８日論女答辯日期：２０１８年５月２６日答辯委員會(huì)主席：程軍圣教授ＳｔｒｅｎｔｈｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｓｐｉｒａｌｂｅｖｅｌｇｐｅａｒｓｇｂｙＷａｎＬｉａｎｇｈｏｎｇＢ．Ｅ．（ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）２０１５Ａｔｈｅｓｉｓｓｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎａｒｔｉａｌｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ

3、ｏｆｔｈｅｐＲｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＳｃｉｅｎｃｅｉｎＶｅｈｉｃｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎｔｈｅＧｒａｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌｏｆＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒＰｒｏｆｅｓｓｏｒＺｈｏｕＣｈａｎｇｉａｎｇｊＳｅｎｉｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒＫａｎｇｉｎｙｇＭａ２０１８ｙ，湖南大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明？本人鄭重聲明？所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論

4、文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研宄做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作筍簽名：乃各乾曰期：年４月＞曰學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于１、保密年解密后適用本授權(quán)書。

5、￥２、不保密請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框“”內(nèi)打Ｖ（）作者簽名：：乃備衾日期年＜月＾日■＊０７導(dǎo)師簽名卜日期：年＞月多日風(fēng)Ｉ螺旋錐齒輪彎曲與接觸強(qiáng)度計(jì)算及試驗(yàn)研宄摘要螺旋錐齒輪具有強(qiáng)大的承載能力、傳動(dòng)穩(wěn)定、噪聲小、減速比大且對(duì)安裝誤差敏感性小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車及精密機(jī)床等領(lǐng)域。精確計(jì)算螺旋錐齒輪的重合度、傳動(dòng)誤差、輪齒強(qiáng)度等對(duì)預(yù)測(cè)齒輪傳動(dòng)性能及其可靠性具有重要意義。螺旋錐齒輪齒形與承載復(fù)雜，通常需要進(jìn)行齒廓修形和齒面優(yōu)化來改善齒面接觸特性，實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)齒輪壽命，降低傳動(dòng)誤差和傳動(dòng)噪聲、消除干涉和集中應(yīng)力等目

6、的。本文重點(diǎn)研究螺旋錐齒輪的幾何建模及彎曲與接觸強(qiáng)度的計(jì)算方法，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。主要研宄內(nèi)容如下：（１）基于微分幾何與展成加工原理建立螺旋錐齒輪幾何模型?；谖⒎謳缀危崳娕c展成加工原理推導(dǎo)螺旋錐齒輪的齒面方程和齒根過渡曲面方程；通過ＭＡＴＬＡＢ，利用ＣＡＴＩＡ對(duì)離散點(diǎn)進(jìn)行曲線曲面擬合編程獲取齒面數(shù)據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)值，最終得到螺旋錐齒輪的幾何模型。（２）螺旋錐齒輪有限元靜態(tài)和動(dòng)態(tài)接觸分析。分別建立齒廓修形和未修形的螺旋錐齒輪有限元靜／動(dòng)態(tài)接觸分析模型，采用ＡＢＡＱＵＳ有限元軟件分析其重合度、傳動(dòng)誤差、接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等嚙合特性與力學(xué)性能

7、參數(shù)，分析齒廓修形對(duì)輪齒強(qiáng)度的影響，探討阻尼對(duì)動(dòng)態(tài)分析結(jié)果的影響。（３）螺旋錐齒輪彎曲與接觸強(qiáng)度有限元計(jì)算及強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證。基于有限元?jiǎng)樱崳姂B(tài)接觸分析仿真試驗(yàn)工況，計(jì)算齒根彎曲強(qiáng)度與齒面接觸強(qiáng)度，并用ＩＳＯ標(biāo)準(zhǔn)與ＡＧＭＡ標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證有限元計(jì)算結(jié)果，分析載荷、轉(zhuǎn)速、摩擦力對(duì)輪齒強(qiáng)度的影響。（４）齒根彎曲應(yīng)力測(cè)試與齒面接觸印痕測(cè)量。在螺旋錐齒輪大輪大端凸面過渡曲面處粘貼電阻應(yīng)變片，對(duì)齒輪副施加不同的工況，采用ＮＩ測(cè)試系統(tǒng)和Ｌａｂｖｉｅｗ軟件對(duì)螺旋錐齒輪的齒根彎曲應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試結(jié)果的采集和處理，并將測(cè)試結(jié)果與有限元接觸分析結(jié)果及基于齒輪