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新型联轴器的温度场的研究

文字:[大][中][小] 2016-3-28    浏览次数:2153    

     随着机械工业及国防事业的发展,我国对用于车辆、舰船、国防武器等动力传动系统中的高性能联轴器的需求日益增大。采用塑料合金BTG材料的高弹性塑料合金联轴器,具有减振、降噪、可靠、传递扭矩大等优点。由于摩擦产热和粘弹性损耗产热,高弹性联轴器局部聚热,导致塑料合金承受高热负荷,承载能力下降。此外,BTG塑料合金过高的温升还会引起表层材料热应变,进而严重影响传动性能。因此,研究该新型联轴器的温度场问题具有重要的现实意义。 本文首先综合国内外联轴器以及摩擦温升等方面的研究,了解温度场研究现状,并简要介绍有限元分析理论。基于传热学、摩擦学、接触力学、粘弹性损耗等理论,利用MATLAB数值分析软件计算摩擦热流、粘弹性损耗以及表面对流换热系数,利用WORKBENCH模拟温度场,数值分析结合有限元模拟仿真对新型联轴器本体温度场进行系统的分析。


主要研究内容如下: 
①通过试验研究啮合面间(铝合金与BTG塑料合金)的摩擦因子与摩擦速度、压力的变化规律,获得正常工况下摩擦因子的变化范围; 
②计算理论公式下啮合面热流密度分配系数;建立接触齿面平均接触应力模型,基于该模型推导平均接触应力公式; 
③对联轴器表面进行对流换热分析,精确计算联轴器齿面的摩擦热流密度及联轴器表面区域的对流换热系数; 
④推导BTG塑料合金粘弹性损耗产热率公式,通过试验获得BTG塑料合金的储能模量以及损耗因子等随温度的变化规律,进而得到粘弹性损耗产热率随温度的变化规律; 
⑤利用有限元仿真分析,获得联轴器稳态温度场分布状况,系统讨论了转数、载荷、环境温度等因素对温度场的影响。

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