行星齿轮传动装置内齿轮轮齿热有限元分析_李绍彬.pdfVIP

第 27 卷 　第 1 期 　　　　　　　　　　　行星齿轮传动装置内齿轮轮齿热有限元分析 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1 ( ) 文章编号 :1004 - 2539 2003 01 - 0001 - 02 行星齿轮传动装置内齿轮轮齿热有限元分析 (重庆大学机械传动国家重点实验室 , 　重庆 　400044) 　李绍彬 　李润方 　林腾蛟 摘要 　以两个 2 K - H 传动组合的N GWN 型行星传动装置为研究对象 ,提出了求解内齿轮 + 轮齿热 态特性的计算分析方法 。文中分析了内齿轮轮齿传热有限元模型的边界条件 ,运用三维有限元计算方 法 ,求得内齿的本体温度场 、热应力 、热变形 ,得出了有实际意义的结论 。 关键词 　内齿轮 　有限元 　本体温度 　热变形 　热应力 齿轮的稳态温度场可以归结于以下的边界问题[2] 　　引言 2 2 2 2 T T T ( ) T = 2 + 2 + 2 = 0 1 轮齿的温度分布 、热变形和热应力是影响齿轮传 x y z ( ) 动质量的重要技术指标 。工程上一般把齿轮的工作温 边界条件为 图2 度分为本体温度和闪现温度, 其中闪现温度是瞬时存 留于轮齿表层的温度, 在这两类温度中, 影响轮齿热变 形的主要是本体温度 。齿轮传动的本体温度一般考虑 成稳态温度场, 这是由于在齿面摩擦滑动生热和润滑 油强制对流冷却作用的综合影响下, 齿轮轮齿本体的 温度经过一定周期的旋转后可在固定载荷条件下达到 一个热的平衡 。尽管达到热平衡状态后齿面的闪现温 度仍然随时间而改变, 但轮齿本体的温度在一个旋转 周期内的变化则非常小 。这是因为达到平衡状态后轮 图2 　轮齿传热模型的边界条件 ( ) 齿在每一啮合周期内齿面摩擦热量的极大部份都被齿 对啮合面 A 区 面冷却的润滑油带走; 另一个原因是高速运转条件下 T α( ) ( ) - k = T - T0 - q 2 n 齿面获得的热量由齿面向齿体传导的时间非常短 。因