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        影響空間齒輪磨損的主要因素

        發布時間:13-07-05 關注次數:

          隨著空間技術的發展,機械部件的壽命成為空間技術中急需解決的問題之一。齒輪機構作為重要的傳動機構在空間飛行器中具有廣泛的應用,研究空間齒輪磨損的產生條件與抑制措施,從而提高空間齒輪機構工作的可靠性與壽命具有重要的理論意義和實際意義。齒輪接觸應力是齒輪磨損的主要影響因素。本文以真空環境中工作的齒輪機構為例,進行空間齒輪的熱力耦合接觸分析,并進行熱真空實驗,驗證熱力耦合接觸分析的結果。 本文基于Hertz接觸理論,建立齒輪接觸應力沿嚙合線變化的數學模型。

        齒輪


          通過MATLAB?編程形成一套數值計算方法,數值求解了齒輪嚙合過程中接觸應力沿嚙合線的分布規律,為分析齒輪接觸區溫度奠定基礎,并分析了負載轉矩、齒形角和齒寬對齒輪接觸應力的影響。同時,對比數值計算得到的齒輪接觸應力與有限元接觸分析得到的齒輪接觸應力,以驗證有限元接觸分析模型的正確性。 基于Block閃溫理論,建立齒輪嚙合過程中接觸區瞬時溫升沿嚙合線變化的數學模型,數值求解了齒輪嚙合過程中接觸區瞬時溫升沿嚙合線的分布規律,作為熱力耦合接觸分析時的邊界條件,同時分析了轉矩、轉速、滑動摩擦系數以及齒形角對齒輪接觸區瞬時溫升的影響。然后將空間齒輪熱力耦合接觸分析所得結果與不考慮溫度邊界條件下的接觸應力進行對比,分析接觸區溫度對接觸應力的影響。
          進行了空間齒輪機構熱真空實驗,測量實驗前后每個齒輪的重量,考察齒輪的磨損情況。采用掃描電鏡分析了空間齒輪在真空環境下的磨損形式,同時分析了齒輪輪齒在齒頂、節圓附近以及齒頂和節圓之間的磨損程度。根據齒輪磨損程度與接觸應力的對應關系,驗證熱力耦合接觸分析的結果。
         

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