基于热-流-固耦合的齿轮齿廓修形研究

扬帆 易; 惠清 兰; 司泰 于

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2019.11.001

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于热-流-固耦合的齿轮齿廓修形研究

理论研究 | 更新时间：2022-10-25

- 基于热-流-固耦合的齿轮齿廓修形研究
- Research on Gear Profile Modification based on Thermal-fluid-solid Coupling
- 机械传动 2019年第11期页码：1-6
- 作者机构：
  
  1.北京交通大学载运工具先进制造与测控技术教育部重点实验室，北京 100044
- 作者简介：
  
  易扬帆（1994— ），男，湖南长沙人，硕士，主要从事齿轮传动方面的研究。
  兰惠清（1973— ），女，四川成都人，博士后，教授，主要从事机械设计方面的研究。
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划(2017YFC0805000)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2019.11.001
  中图分类号：
扫描看全文
易扬帆,兰惠清,于司泰.基于热-流-固耦合的齿轮齿廓修形研究[J].机械传动,XXXX,XX(XX):1-6.

Yi Yangfan Lan Huiqing Yu Sitai.Research on Gear Profile Modification based on Thermal-fluid-solid Coupling[J].Journal of Mechanical Transmission,XXXX,XX(XX):1-6.
易扬帆,兰惠清,于司泰.基于热-流-固耦合的齿轮齿廓修形研究[J].机械传动,XXXX,XX(XX):1-6. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.11.001.

Yi Yangfan Lan Huiqing Yu Sitai.Research on Gear Profile Modification based on Thermal-fluid-solid Coupling[J].Journal of Mechanical Transmission,XXXX,XX(XX):1-6. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.11.001.

摘要

为研究齿廓修形对齿轮箱系统内部流场、温度场与应力场的影响，应用Pro/E对修形前后的齿轮箱系统进行精确建模；利用重叠网格法对齿轮箱系统进行流场计算，将稳定后的结果传递给齿轮固体边界进行温度场与应力场的求解，即对齿轮箱油浴润滑进行热-流-固耦合数值模拟计算；对比分析了不同修形工况下齿轮副端部润滑体积分数、箱体内部压强方差、齿轮固体本体温度与应力分布情况。研究结果表明，当选取,b=,1，即直线修形时，对齿轮温度场及应力场改善不大，修形效果不明显；选取,b,=2时，修形效果次之；选取,b,=1.22时，修形效果最优，但无论采用何种修形曲线，均能明显改善齿轮齿根应力集中现象。

Abstract

In order to study the influence of profile modification on the internal flow field，temperature field and stress field of the gearbox system，the gear with or without modification are accurately modeled by Pro/E. The fluid field of gearbox system is calculated by overset grid method，and the steady calculation result is transmitted to the boundary of the gear to solve the temperature field and the stress field，i.e. thermal-fluid-solid coupling numerical simulation is used to study the gearbox oil bath lubrication. The lubrication volume fraction of the end part of gear pair，internal pressure variance of the gearbox，temperature and stress distribution of the gear solid body are compared and analyzed under different modification conditions. The results show that when ,b,=1（i.e. straight-line modification），the temperature field and stress field of the gear are not improved much，and the modification effect is not evident. Then, when ,b,=2, and when ,b,=1.22，the modification show the best effect. No matter what kind of modification curve is used，the stress concentration of the gear root could be significantly improved.

关键词

齿廓修形热-流-固耦合重叠网格仿真分析

Keywords

Profile modificationThermal-fluid-solid couplingOverset gridSimulation analysis

references

姬建钢，张磊，黄新华，等.渐开线圆柱齿轮修形技术及评价方法[J].机械传动，2014，38（4）:172-176.

SIGG N.Tooth profile modification of high speed duty gear[C].Proceedings of International Conference on Gearing.New York:McGraw-Hill Co.，1958:55-57.

杨廷力，叶新，王玉璞，等.渐开线高速齿轮的齿高修形（一）[J].齿轮，1982（3）:14-24.

SANKAR S，NATARAJ M.Profile modification-a design approach for increasing the tooth strength in spur gear[J].The International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2011，55（1/2/3/4）:1-10.

孙建国，林腾蛟，李润方，等.渐开线齿轮动力接触有限元分析及修形影响[J].机械传动，2008，32（2）:57-59.

朱才朝，陈爽，马飞，等.轮齿修形对兆瓦级风电齿轮箱动态特性的影响[J].振动与冲击，2013，32（7）:123-128.

陈思雨，唐进元，王志伟，等.修形对齿轮系统动力学特性的影响规律[J].机械工程学报，2014，50（13）:59-65.

周志峰.渐开线圆柱直齿轮修形的分析与研究[D].北京:北京交通大学，2014:43-44.

WALKER H.Gear tooth defection and profile modification (part1)[J].The Engineer,1938,166(4381):409-412.

WALKER H.Gear tooth defection and profile modification (part2)[J].The Engineer,1938,166(4381):434-436.

TREAUCHI Y,KAZUTERU N.直齿圆柱齿轮轮齿挠曲计算及其齿廓修缘[J].机械传动,1983,7(3):39-42.

李润方.齿轮传动的刚度分析和修形方法[M].重庆:重庆大学出版社，1998:153-160.

International Organization for Standardization.Calculation of Load Capacity of Spur and Helical,Gears：ISO 6336：2006[S].Geneva：International Organization for Standardization，2006.

董春锋.基于热流耦合的齿轮对流换热及温度场分析[D].重庆:重庆大学，2011:44-45.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

暂无数据