齒輪驅動(dòng)熱-結構耦合效應與分析
重載齒輪在驅動(dòng)過(guò)程中嚙合面由于相對摩擦會(huì )產(chǎn)生大量的熱,導致齒輪面溫度提升、盈利增加、可靠性降低,而間接偶合法對熱流邊界加載區域不能確定。采用直接耦合進(jìn)行齒輪熱-結構耦合分析,得到了齒輪嚙合動(dòng)態(tài)溫度和應力場(chǎng)分布;并對影響耦合效應的摩擦因素、相對轉速、齒輪模數進(jìn)行了討論。結果表明,齒輪模數對嚙合溫升、熱應力影響較大,對大模數齒輪設計時(shí)需要考慮熱-結構的耦合效應。
齒輪主要用來(lái)傳遞運動(dòng)和力,在機械工程中應用。齒輪驅動(dòng)是通過(guò)輪齒間直接嚙合來(lái)提升。今年來(lái),隨著(zhù)齒輪應用環(huán)境的發(fā)展變化,傳遞功率日趨增大,驅動(dòng)工況日益向重載方向發(fā)展。由于在重載情況下,齒輪嚙合面上的應力增加,摩擦導致的溫度也隨之大幅上升,齒輪承受較的熱負荷,過(guò)的輪齒溫度會(huì )引起齒輪較大的熱變形的熱應力,也會(huì )引起輪齒的熱膠合等故障的產(chǎn)生。因此,對重載齒輪,如風(fēng)電等齒輪系統,進(jìn)行熱-結構耦合分析以得到齒輪嚙合溫度場(chǎng)及耦合應力場(chǎng),并提出相應對策,對提齒輪箱的可靠性,延長(cháng)壽命具有重要意義。