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齿轮驱动热-结构耦合效应与分析

2021-2-23 05:15

重载齿轮在驱动过程中啮合面由于相对摩擦会产生大量的热,导致齿轮面温度提升、盈利增加、可靠性降低,而间接偶合法对热流边界加载区域不能确定。采用直接耦合进行齿轮热-结构耦合分析,得到了齿轮啮合动态温度和应力场分布;并对影响耦合效应的摩擦因素、相对转速、齿轮模数进行了讨论。结果表明,齿轮模数对啮合温升、热应力影响较大,对大模数齿轮设计时需要考虑热-结构的耦合效应。

  齿轮主要用来传递运动和力,在机械工程中应用。齿轮驱动是通过轮齿间直接啮合来提升。今年来,随着齿轮应用环境的发展变化,传递功率日趋增大,驱动工况日益向重载方向发展。由于在重载情况下,齿轮啮合面上的应力增加,摩擦导致的温度也随之大幅上升,齿轮承受较的热负荷,过的轮齿温度会引起齿轮较大的热变形的热应力,也会引起轮齿的热胶合等故障的产生。因此,对重载齿轮,如风电等齿轮系统,进行热-结构耦合分析以得到齿轮啮合温度场及耦合应力场,并提出相应对策,对提齿轮箱的可靠性,延长寿命具有重要意义。

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