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齿轮传动机构通常处于高速重载的工作状态,在正常工作过程中,由于齿轮啮合运动产生的摩擦热以及轴承转动产生的摩擦热,传动机构温度会变得很高;同时由于润滑油的冷却作用,其温度会保持平衡状态。齿轮传动机构在工作过程中工作环境和工作参数不可能保持一成不变,这些变化会对齿轮的温度产生明显的影响,造成润滑油膜的破裂,使齿面磨损加剧,引起胶合;过高的温度还会使齿轮、轴承和轴产生热变形,造成齿轮传动机构承载能力的下降。使用传统的方法进行齿轮传动机构的温度场计算只能得到各机构的平均温度,而且计算所使用的部分参数是估算的,计算结果并不精确,因此采用有限元方法进行齿轮传动机构的温度场分析是十分必要的。 对变位斜齿轮副进行稳态温度场分析,采用ANSYS建立变位斜齿轮副的有限元模型,通过齿轮的材料参数和工况参数计算出进行温度场分析所需要的热载荷,分别在不同的环境温度、齿轮转速、齿轮转矩下分析得出相应工况参数下变位斜齿轮副的温度场分布以及齿轮副的最高、最低、平均温度,为变位斜齿轮副的工况参数设计提供依据。 对变位斜齿轮副进行瞬态温度场分析研究,分别针对齿轮副三种变化的工作状态:环境温度、齿轮转速、转矩随时间历程变化时齿轮副的温度场变化情况进行模拟,得到齿轮副温度场的变化和分布规律以及最有可能使齿轮因胶合而失效的部位,为齿轮传动机构的设计优化提供了可靠保证。 通过对角接触球轴承进行受力分析得到轴承的摩擦热源大小以及传热的边界条件,采用ANSYS建立了轴承的有限元模型,针对轴承在工作时的摩擦生热以及与齿轮的热传导过程进行有限元分析,得到轴承的三维稳态温度分布。 对齿轮传动机构整体进行温度场分析,通过APDL语言对传动机构中齿轮、轴进行加载,模拟出齿轮啮合以及轴承与轴、齿轮与轴的热交换关系,得到齿轮传动机构整体的稳态温度场分布,为研究齿轮传动机构的热变形提供温度依据。