航空减速器螺旋锥齿轮动态啮合仿真研究

【类型】学位论文

【作者】仲岑泓 

【关键词】 安装误差,动态啮合,螺旋锥齿轮,接触,有限元仿真

【摘要】螺旋锥齿轮是一种可以实现交错轴的运动和动力的传递的基础元件，广泛应用于航空和汽车等行业的传动系统中。在航空减速器中，螺旋锥齿轮的主要失效形式是由接触应力作用造成的齿面疲劳和由弯曲载荷造成的齿根变形或折断。传统的理论方法对螺旋锥齿轮的研究主要集中于接触和啮合理论以及强度特性分析等方面，对模拟螺旋锥齿轮动态连续啮合过程存在着很大的局限性。本文利用基于有限元的非线性接触瞬态动力学仿真技术，研究了螺旋锥齿轮啮合过程中的准动态和高速动态啮合问题。主要的工作包括：1. 建立几何模型。利用建模软件Unigraphics NX 2.0建立精确的螺旋锥齿轮的三维几何模型。2. 建立有限元分析模型。选用有限元分析软件的前处理软件MSC. Patran，通过人工方式，对螺旋锥齿轮进行网格划分，得到轮齿啮合的有限元接触分析模型。3. 准动态啮合仿真分析。通过非线性有限元分析软件MSC. Marc的刚体控制法，对螺旋锥齿轮在一个啮合周期内进行较低速的啮合仿真分析，实现了转速和转矩的传递。4. 高速动态啮合仿真分析。在对螺旋锥齿轮准动态啮合仿真分析的基础上，对螺旋锥齿轮进行高速动态啮合仿真分析，并且在主从动齿轮不同的扭矩、转速等情况下得到齿面接触应力、齿根弯曲应力以及啮合点位置的变化规律。5. 考虑安装位置误差对接触状态和接触区域的影响。重点考察螺旋锥齿轮的安装距和轴线偏置角两个因素的影响。总之，本文对航空减速器螺旋锥齿轮动态啮合过程中的齿轮啮合性能进行了研究，所得结论为螺旋锥齿轮副的设计和改进提供依据。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】张以都

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