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新型聯軸器的溫度場的研究

文字:[大][中][小] 2016-3-28    瀏覽次數:2104    

     隨著機械工業及國防事業的發展,我國對用于車輛、艦船、國防武器等動力傳動系統中的高性能聯軸器的需求日益增大。采用塑料合金BTG材料的高彈性塑料合金聯軸器,具有減振、降噪、可靠、傳遞扭矩大等優點。由于摩擦產熱和粘彈性損耗產熱,高彈性聯軸器局部聚熱,導致塑料合金承受高熱負荷,承載能力下降。此外,BTG塑料合金過高的溫升還會引起表層材料熱應變,進而嚴重影響傳動性能。因此,研究該新型聯軸器的溫度場問題具有重要的現實意義。 本文首先綜合國內外聯軸器以及摩擦溫升等方面的研究,了解溫度場研究現狀,并簡要介紹有限元分析理論?;趥鳠釋W、摩擦學、接觸力學、粘彈性損耗等理論,利用MATLAB數值分析軟件計算摩擦熱流、粘彈性損耗以及表面對流換熱系數,利用WORKBENCH模擬溫度場,數值分析結合有限元模擬仿真對新型聯軸器本體溫度場進行系統的分析。


主要研究內容如下: 
①通過試驗研究嚙合面間(鋁合金與BTG塑料合金)的摩擦因子與摩擦速度、壓力的變化規律,獲得正常工況下摩擦因子的變化范圍; 
②計算理論公式下嚙合面熱流密度分配系數;建立接觸齒面平均接觸應力模型,基于該模型推導平均接觸應力公式; 
③對聯軸器表面進行對流換熱分析,精確計算聯軸器齒面的摩擦熱流密度及聯軸器表面區域的對流換熱系數; 
④推導BTG塑料合金粘彈性損耗產熱率公式,通過試驗獲得BTG塑料合金的儲能模量以及損耗因子等隨溫度的變化規律,進而得到粘彈性損耗產熱率隨溫度的變化規律; 
⑤利用有限元仿真分析,獲得聯軸器穩態溫度場分布狀況,系統討論了轉數、載荷、環境溫度等因素對溫度場的影響。

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