论文部分内容阅读
齿轮在工作过程中由于滑动摩擦而产生摩擦热,这些热量不断地向外散发,因此可将其视为一个与外界不断交换能量(热量)的耗散系统。本文基于能量耗散的观点,对齿轮的啮合过程进行分析,找出了系统耗散力功率的变化规律,并分析了系统耗散力功率的影响因素,建立了系统瞬时传动效率的计算方法,为齿轮传动设计及摩擦特性的研究提供了理论参考。 本文主要研究工作如下: 首先,根据耗散理论的相关知识,求得了系统耗散力的功率表达式和耗散函数,建立了系统摩擦力与耗散力的对应关系,并且分析了耗散函数的物理意义。 其次,基于系统功能原理和摩擦学理论,详细分析了齿轮啮合过程中,齿面滑动速度和法向力的变化规律,得到了一种齿面滑动摩擦功耗的计算模型,以及齿轮传动过程中瞬时啮合效率的计算方法;并且计算了单对齿轮传动和定轴轮系传动的耗散功率及瞬时传动效率。 应用分析力学的耗散理论,对行星传动系统及差动传动系统进行了分析,并对系统的主要耗散力进行求解,研究行星传动系统耗散功率的大小,给出系统主要耗散力的理论计算模型,以及系统瞬时传动效率的计算方法:并用实例求得了行星轮系和差动轮系的瞬时传动效率,进而得到系统传动效率的变化规律。 最后运用平均滑功速度法,分别计算了单对齿轮传动和定轴轮系传动的传动效率;并运用啮合功率法,计算了行星轮系系统及差动轮系系统的平均传动效率,与耗散理论的效率计算值进行了比较分析。在“JLCJ-II型轮系创新组合及结构分析综合试验台”上,搭建了试验所需的具体结构的差动轮系系统,并得到了系统的实际传动效率与理论传动效率,经过对其进行对比,从而验证了本文关于齿轮传动效率相关理论分析的正确性。 本文从能量耗散的观点对行星传动进行研究,完善了齿轮传动的摩擦特性理论,为行星传动的主动设计提供了理论参考。