内齿圈过盈联结预应力对其齿根弯曲疲劳强度影响的研究

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1、学校代号10530学号201230071586分类号TH132密级公开硕士学位论文内齿圈过盈联结预应力对其齿根弯曲疲劳强度影响的研究学位申请人莫玉麟指导教师杨世平副教授学院名称机械工程学院学科专业机械工程研究方向数字化设计及制造二零一五年六月七日ResearchonPrestressingoftheAnnularGearinInterferenceJointEffectsonToothRootFlexuralFatigueStrengthCandidateMoYulinSupervisorAssociateProf.YangShipingCollegeSchoolof

2、MechanicalEngineeringProgramMechanicalEngineeringSpecializationDigitalDesignandManufacturingDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune,2015湘巧大学学位论文原创性寅明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中

3、ＵＸ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：ｉｊＭ曰期：年＾月＾曰学位论文版权使用授枚书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关、数据库进行检索，可Ｗ采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名；寺日期；《＾少年６月フ日、导师签名；衫曲如日期；每知曰Ｊ湘潭大学硕士学位论文摘要在大型的行星传动齿轮箱中，

4、为了减少成本和减小加工难度，通常将内齿圈与箱体过盈联结。但是，箱体与内齿圈过盈联结时，会对内齿圈产生预应力，该应力会对内齿圈的齿根弯曲疲劳强度产生很大的影响。在设计过盈联结的内齿圈时，如果按照普通齿轮的设计方法，会导致内齿圈齿根弯曲疲劳强度不够，造成内齿圈断齿或内齿圈工作寿命不达标，这样会增大齿轮箱的维修成本。因此，设计过盈联结的内齿圈时，必须考虑过盈联结预应力对内齿圈齿根弯曲疲劳强度的影响。本文主要研究内容如下：（1）基于5MW风电发电机偏航变桨减速器，当内齿圈与箱体过盈联结时，将内齿圈等效为厚壁内圆筒，在弹性范围内推导出内齿圈的预应力分布规律，得到内齿圈过盈联结切

5、向预应力的理论曲线。根据计算的内齿圈过盈联结切向预应力公式，选取过盈量δ、内齿圈分度圆直径dd、结合面直径df、箱体外径d4和接触长度lf五个主要因素，确定出五因素四水平的正交试验方案。（2）根据正交试验的数据，以SolidWorks为工具，建立内齿圈与箱体过盈联结的模型。以ABAQUS为工具，模拟内齿圈与箱体的过盈联结，分析得到内齿圈过盈联结预应力的仿真曲线。（3）采用X射线衍射方法展开实验，测量内齿圈与箱体过盈联结时内齿圈的预应力数值，得到内齿圈过盈联结预应力的实验曲线，对比理论曲线、仿真曲线和实验曲线，得到内齿圈过盈联结预应力公式的修正系数。（4）根据齿根弯曲疲

6、劳强度的计算过程，将内齿圈的啮合载荷与过盈联结预应力对危险截面的载荷合成，得到修正的内齿圈弯曲疲劳强度条件式。（5）根据修正的内齿圈弯曲疲劳强度公式，基于MicrosoftVisualC++编程语言开发过盈联结齿轮传动的参数设计软件，应用于过盈联结的齿轮传动设计。关键词：风电齿轮箱；内齿圈；过盈联结预应力；齿根弯曲疲劳强度；X射线衍射实验；参数化设计I湘潭大学硕士学位论文AbstractInthelargeplanetarytransmission,inordertoreducecostanddecreaseprocessingdifficulty,theannula

7、rgearisalwaysinterferencejointedwiththebox.But,whentheannulargearinterferencejointswiththebox,thereisprestressingontheannulargear.Theprestressingseverelyimpactsthetoothrootflexuralfatiguestrengthoftheannulargear.Inthedesignoftheannulargearwhichisinterferencejointedwiththebox,if