失油状态下形貌面齿轮运行寿命的延长方法研究

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1、分类号密级失油状态下形貌面齿轮运行寿命的延长方法研究研究生姓名：周照领指导教师姓名、职称：何国旗教授学科专业：机械工程研究方向：数字化制造及装备技术湖南工业大学二〇一五年六月十四日分类号密级失油状态下形貌面齿轮运行寿命的延长方法研究ResearchonMethodsofProlongingLifeforFace-gearwithMorphologyunderOil-lackLubricationConditions研究生姓名：周照领指导教师姓名、职称：何国旗教授学科专业：机械工程研究方向：数字化制造及装备技

2、术论文答辩日期答辩委员会主席湖南工业大学二〇一五年六月十四日湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：年月日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和

3、借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名：日期：年月日摘要面齿轮作为武装直升机传动系统中一个核心部件，当直升机受到攻击润滑系统无法提供润滑油时，很容易使其传动系统失效进而造成机毁人亡的悲剧。如果提高了面齿轮在失油状态下的运转寿命也就提高了直升机战场上的生存空间。在润滑油不断流失的工程中，齿面温度会不断升高，随着温度的升高，齿轮接触表面发生粘结和过渡磨损。在传统的摩擦学理论中，提高抗粘结和抗磨损的方

4、法一般都是：表面处理提高硬度、减少粗糙度、改善润滑性能等。然而这些方法的局限性很强，效果并不理想，本文则提出用表面微造型的方法来降低粘结和磨损，主要内容如下：根据插齿刀插齿加工面齿轮的原理，推导出面齿轮的齿面方程和过渡曲面方程，其次根据插齿加工不发生根切和齿顶变尖的条件，确定面齿轮的最小内径和最大外径，最后利用Matlab和Pro/e软件建立面齿轮的实体模型和具有齿面微形貌的面齿轮实体模型。通过ANSYS有限元软件，我们得出了单元凹坑形貌的直径、间距和深度对面齿轮齿面接触处压力和弹性变形的影响，通过结合油膜

5、厚度方程同样得出了单元凹坑形貌各参数对面齿轮传动弹流润滑油膜厚度的影响，与光滑面齿轮相比，具有表面凹坑形貌的面齿轮具有更大的油膜厚度但同时也增大了接触压力。连通性关系着润滑油在表面的流动和储存，利用数学形态学算出了单元凹坑形貌的直径和间距对齿面连通性的影响，发现直径越大间距越小，连通性就越好。利用YDX9550A型齿轮齿面接触检测机进行面齿轮啮合传动实验，测出了表面凹坑形貌对面齿轮传动误差、噪音、摩擦温升和耐磨性的影响，与光滑的面齿轮相比，凹坑形貌的存在会稍微增大面齿轮传动系统的传动误差，但凹坑形貌的存在大

6、大降低了传动噪音，而且具有表面凹坑形貌的面齿轮在传动过程中具有更少的摩擦温升和齿面磨损。关键词：面齿轮，耐磨性，表面微形貌，油膜厚度，连通性，传动误差,噪音。IABSTRACTFace-gearisonepartofthecorecomponentofthedrivesystemofarmedhelicopter.Itiseasytomakedrivesystemfailure,whichcancausecrashtragedy,whenthearmedhelicopterwasattackandlostl

7、ubricatingoil.So,iftheservicelifeofface-gearcanbeimprovedonconditionsoflossoflubricatingoil,aswellasthelivingspaceofthehelicopterinbattlefield.Intheprocessofthelosingoflubricatingoil,thetemperatureonface-geartoothsurfacewillconstantlyrise,concomitantly,bon

8、dingandover-wearingwerehappened.Intraditionalfrictiontheory,surfacetreatmenttoimprovehardness,reducingsurfaceroughness,improvingtheperformanceoflubricatingoilaregeneralmethodstoenhanceantiscuffingandwearresis