機(jī)械結(jié)合面切向接觸剛度研究.pdf

1、大型的機(jī)械設(shè)備大都由許多零部件所構(gòu)成，從而導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備中有許多結(jié)合面的存在。結(jié)合面的參數(shù)特性會(huì)直接影響到整機(jī)的性能，而齒輪接觸是一種最常見(jiàn)的接觸類型，廣泛地存在于許多大型機(jī)械中。因此研究齒輪結(jié)合面參數(shù)有利于提高機(jī)械設(shè)備的加工性能。
　　 針對(duì)齒輪接觸，宏觀上簡(jiǎn)化為兩個(gè)含粗糙表面圓柱體的接觸。本文基于彈性力學(xué)基本理論，推導(dǎo)了微觀表面為任意橢圓拋物面的微凸體接觸的切向接觸剛度；采用分形理論建立了宏觀切向接觸剛度的計(jì)算模型；利用數(shù)理統(tǒng)

2、計(jì)理論給出了接觸面長(zhǎng)短半軸符合正態(tài)分布和Gamma分布時(shí)圓柱形接觸體切向接觸剛度的計(jì)算結(jié)果。通過(guò)分析各個(gè)模型的影響因素，系統(tǒng)地研究了機(jī)械結(jié)合面的切向接觸剛度。
　　 假設(shè)含粗糙表面圓柱體接觸曲面上分布微凸體為橢圓拋物體，兩個(gè)微凸體的接觸面為橢圓，運(yùn)用彈性力學(xué)半無(wú)限體基本理論，得出橢圓形接觸面的尺寸進(jìn)而得到微凸體接觸的切向接觸剛度表達(dá)式。通過(guò)數(shù)值計(jì)算得到：微凸體切向接觸剛度與法向載荷、切向載荷、結(jié)合面泊松比以及粗糙表面摩擦系數(shù)呈非

3、線性的關(guān)系；微凸體切向接觸剛度隨法向載荷、粗糙表面摩擦系數(shù)和結(jié)合面的泊松比的增大而增大，隨切向載荷的增大而減小。
　　 運(yùn)用分形理論，結(jié)合單個(gè)微凸體的切向接觸剛度計(jì)算模型，考慮接觸曲面形狀的影響，提出了曲面形狀影響系數(shù)，推導(dǎo)得出宏觀粗糙圓柱體接觸的切向接觸剛度，并得到宏觀切向接觸剛度的分形模型。該模型除與材料特性和載荷相關(guān)之外，還與分形維數(shù)，表面粗糙度幅值等呈非線性關(guān)系。隨分形維數(shù)的增大切向接觸剛度先增大后減小，分形維數(shù)為1.7