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【6h】

考虑过盈装配的齿轮-轴-滑动轴承系统传动特性分析与仿真研究

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目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

2 齿轮-轴-滑动轴承系统的理论计算模型

2.1 传动系统齿轮副接触理论

2.2 传动系统齿轮-轴过盈装配理论计算模型

2.3 传动系统滑动轴承性能计算模型

2.4 齿轮-轴-滑动轴承系统理论计算模型的建立

2.5 本章小结

3 齿轮-轴过盈装配对系统传动特性的影响分析

3.1 传动系统接触应力静态仿真分析

3.1.1 ANSYS Workbench分析基本理论

3.1.2 基于SolidWorks的传动系统参数化建模

3.1.3 传动系统齿轮副静力学仿真结果

3.1.4 接触刚度系数对齿轮传动仿真的影响

3.2 齿轮-轴过盈装配的静态仿真分析

3.2.1 齿轮与轴过盈装配有限元分析的基本原理

3.2.2 齿轮与轴过盈装配有限元分析的实现方法

3.2.3 齿轮与轴过盈装配静力学仿真结果

3.2.4 装配过盈量对过盈装配接触面应力的影响

3.3 考虑过盈装配的传动系统接触应力对比分析

3.3.1 考虑过盈装配的传动系统等效模型

3.3.2 装配过盈量对传动系统接触应力的影响

3.4 本章小结

4 滑动轴承性能对传动系统轴心位置的影响分析

4.1 滑动轴承对系统轴心位置的影响

4.2 滑动轴承静特性分析

4.2.1 MATLAB数值求解

4.2.2 滑动轴承结构优化

4.3 工况参数对滑动轴承关键性能的影响分析

4.3.1 偏心率对性能的影响

4.3.2 相对间隙对性能的影响

4.3.3 转速对性能的影响

4.3.4 沟槽数目对性能的影响

4.4 齿轮-轴-滑动轴承系统轴心位置的确立

4.5 本章小结

5 齿轮-轴-滑动轴承系统传动特性的动力学研究

5.1 齿轮传动瞬态动力学分析的实现方法

5.2 考虑齿轮-轴过盈装配的系统平衡状态动力学仿真

5.2.1 中心距偏差对传动特性的影响

5.2.2 齿轮-轴过盈装配对传动特性的影响

5.3 主动轮转速对系统传动特性的影响

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢

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摘要

齿轮-轴-滑动轴承系统是机械传动中的重要形式,具有结构紧凑、承载能力强、传动效率高、工作性能可靠的特点,广泛应用于机械工业领域。随着现代工业的持续发展、先进制造技术水平的不断提高,对系统传动特性的要求越来越高,主要体现在轻型化、高效率、高精度和高平稳性。齿轮是齿轮-轴-滑动轴承系统的核心部件,齿轮副的静态接触、动态传动特性是研究传动系统的基础和关键。传动系统高精度要求齿轮-轴装配体的稳定性,以降低传动误差及振动、噪声现象,装配体的接触边缘效应是系统关键件疲劳失效的主要原因,研究装配结合面的应力特性尤为重要。同时,滑动轴承的承载能力与温升效应是影响系统工作性能与安全性的重要因素。在高速、重载的工况下,易引起传动系统的振动和噪声,而由此造成的机械传动效率降低、稳定性降低将对系统的传动特性和工作寿命产生严重影响。 基于上述问题,本文拟以齿轮-轴-滑动轴承系统为研究对象,从系统的理论计算模型出发,开展考虑齿轮-轴过盈装配的系统传动特性仿真研究,主要工作内容如下: 为了研究齿轮-轴过盈装配对系统传动特性的影响,本文拟通过接触偏移法建立齿轮-轴过盈装配ANSYS仿真模型,研究装配结合面的应力特性,通过与理想齿轮副Hertz接触应力对比分析,揭示装配过盈量对系统传动特性的影响规律,同时为过盈装配设计提供理论支撑。 为了研究滑动轴承关键性能对系统传动特性的影响,本文拟基于Reynolds方程和MATLAB数值分析方法,揭示不同参数对轴承性能的影响规律,提出表面具有人字沟槽的滑动轴承结构优化方法,确定齿轮-轴-滑动轴承系统的轴心位置及工作中心距,以达到降低工作温升,提高系统稳定性的目的。 为了准确模拟传动系统的服役状态,分析其工作性能,本文以齿轮、传动轴、滑动轴承组合的整体系统为研究对象,建立三维动态仿真模型,获取系统传动过程中的应力应变时间响应曲线,并探讨转速对传动特性的影响。为传动系统整体性结构设计、性能研究提供理论依据,具有重要的现实意义。

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