螺旋锥齿轮弯曲与接触强度计算及试验研究

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1、学校代号１０５３２学号Ｓ１６０２Ｗ０２２１分类号ＴＨ１３２．４密级公开ＨＵＮＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ工程硕士学位论文螺旋锥齿轮弯曲与接触强度计算及试验研究学位申请人姓名万亮宏培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称周长江教授康瑛高工学科专业车辆工程研究方向传动机械学论文提交日期２０１８年５月１８日学校代号：１０５３２学号：Ｓ１６０２Ｗ０２２１密级：公开湖南大学工程硕士学位论文螺旋锥齿轮弯曲与接触强度计算及试验研究学位申请人姓名：万亮宏导师姓名及职称

2、：周长江教授康瑛高工培荞单位：机械与运载工稈学院专业名称：车辆工程论女提交日期：２０１８年５月１８日论女答辩日期：２０１８年５月２６日答辩委员会主席：程军圣教授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，湖南大学学位论文原创性声明？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。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论

4、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宄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后果由本人承担。作笋签名：乃各乾曰期：年４月＞曰学位论文版权使用授权书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门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。本人授权湖南大学可以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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密年解密后适用本授权书。

5、￥２、不保密请在以上相应方框“”内打Ｖ（）作者签名：：乃备衾日期年＜月＾日■＊０７导师签名卜日期：年＞月多日风Ｉ螺旋锥齿轮弯曲与接触强度计算及试验研宄摘要螺旋锥齿轮具有强大的承载能力、传动稳定、噪声小、减速比大且对安装误差敏感性小等优点，广泛应用于航空航天、汽车及精密机床等领域。精确计算螺旋锥齿轮的重合度、传动误差、轮齿强度等对预测齿轮传动性能及其可靠性具有重要意义。螺旋锥齿轮齿形与承载复杂，通常需要进行齿廓修形和齿面优化来改善齿面接触特性，实现延长齿轮寿命，降低传动误差和传动噪声、消除干涉和集中应力等目

6、的。本文重点研究螺旋锥齿轮的几何建模及弯曲与接触强度的计算方法，并对计算结果进行试验验证。主要研宄内容如下：（１）基于微分几何与展成加工原理建立螺旋锥齿轮几何模型。基于微分几何与展成加工原理推导螺旋锥齿轮的齿面方程和齿根过渡曲面方程；通过ＭＡＴＬＡＢ，利用ＣＡＴＩＡ对离散点进行曲线曲面拟合编程获取齿面数据点的坐标值，最终得到螺旋锥齿轮的几何模型。（２）螺旋锥齿轮有限元静态和动态接触分析。分别建立齿廓修形和未修形的螺旋锥齿轮有限元静／动态接触分析模型，采用ＡＢＡＱＵＳ有限元软件分析其重合度、传动误差、接触强度、弯曲强度等啮合特性与力学性能

7、参数，分析齿廓修形对轮齿强度的影响，探讨阻尼对动态分析结果的影响。（３）螺旋锥齿轮弯曲与接触强度有限元计算及强度标准验证。基于有限元动态接触分析仿真试验工况，计算齿根弯曲强度与齿面接触强度，并用ＩＳＯ标准与ＡＧＭＡ标准验证有限元计算结果，分析载荷、转速、摩擦力对轮齿强度的影响。（４）齿根弯曲应力测试与齿面接触印痕测量。在螺旋锥齿轮大轮大端凸面过渡曲面处粘贴电阻应变片，对齿轮副施加不同的工况，采用ＮＩ测试系统和Ｌａｂｖｉｅｗ软件对螺旋锥齿轮的齿根弯曲应力进行测试结果的采集和处理，并将测试结果与有限元接触分析结果及基于齿轮