齒輪驅(qū)動(dòng)熱-結(jié)構(gòu)耦合效應(yīng)與分析

重載齒輪在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中嚙合面由于相對(duì)摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱，導(dǎo)致齒輪面溫度提升、盈利增加、可靠性降低，而間接偶合法對(duì)熱流邊界加載區(qū)域不能確定。采用直接耦合進(jìn)行齒輪熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，得到了齒輪嚙合動(dòng)態(tài)溫度和應(yīng)力場(chǎng)分布；并對(duì)影響耦合效應(yīng)的摩擦因素、相對(duì)轉(zhuǎn)速、齒輪模數(shù)進(jìn)行了討論。結(jié)果表明，齒輪模數(shù)對(duì)嚙合溫升、熱應(yīng)力影響較大，對(duì)大模數(shù)齒輪設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮熱-結(jié)構(gòu)的耦合效應(yīng)。

  齒輪主要用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和力，在機(jī)械工程中應(yīng)用。齒輪驅(qū)動(dòng)是通過(guò)輪齒間直接嚙合來(lái)提升。今年來(lái)，隨著齒輪應(yīng)用環(huán)境的發(fā)展變化，傳遞功率日趨增大，驅(qū)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(yīng)力增加，摩擦導(dǎo)致的溫度也隨之大幅上升，齒輪承受較的熱負(fù)荷，過(guò)的輪齒溫度會(huì)引起齒輪較大的熱變形的熱應(yīng)力，也會(huì)引起輪齒的熱膠合等故障的產(chǎn)生。因此，對(duì)重載齒輪，如風(fēng)電等齒輪系統(tǒng)，進(jìn)行熱-結(jié)構(gòu)耦合分析以得到齒輪嚙合溫度場(chǎng)及耦合應(yīng)力場(chǎng)，并提出相應(yīng)對(duì)策，對(duì)提齒輪箱的可靠性，延長(zhǎng)壽命具有重要意義。