齿轮同步器流场分析与同步特性研究

论文摘要

齿轮马达分流器因其具有安装调试简单,分流精度高且不受负载影响,而且具有增压的功能。被广泛应用于冶金、水利、工程机械等多个行业,但目前国内相关产品精度还达不到要求。通过对同步器内部流场的动态特性的研究,为进一步提高齿轮分流器的分流精度提供理论依据。本文从对其内部流场的动态特性入手,利用FLUENT软件对其内部流场区域进行数值模拟。通过设置不同的结构参数,找出影响分流精度的主要因素。首先,对进口齿轮马达分流器进行测绘,利用所测尺寸对齿轮马达分流器进行几何建模。通过CAXA软件绘制精确的渐开线齿轮,利用FLUENT前处理器Gambit对齿轮马达分流器内部流场区域进行网格划分。由于网格数量庞大,利用多台电脑对模型进行并行运算求解。其次,根据实际工况,设置不同的转速、壳体与齿顶的间隙值,压差值；引入标准的k-ε湍流模型,设定流场分析的边界条件,利用动网格技术,对模型进行求解。利用FLUENT监视器的功能,对出口设置流量检测。利用FLUENT软件检测出的流量数据导入EXCEL进行图形化处理,可以得到齿轮马达分流器两出口的流量值。最后,依据FLUENT仿真的结果,根据流量检测的数据,以及齿轮马达分流器内部流场进行分析。根据不同参数下检测出的流量值分析同步误差,对所得结果进行分析,给出在不考虑端面泄漏情况下,齿轮马达分流器在不同负载,不同转速下,不同齿顶和壳体间隙值下的分流精度及其变化规律。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景、现状及可行性分析
• 1.1.1 研究的背景
• 1.1.2 齿轮马达同步分流器内部特性研究现状
• 1.1.3 缝隙流动研究现状
• 1.1.4 数值模拟的现状及研究项目的可行性分析
• 1.2 课题研究的意义和主要研究内容
• 1.2.1 课题研究意义
• 1.2.2 课题主要研究
• 第2章 齿轮马达同步分流器几何建模及分流原理
• 2.1 齿轮马达同步分流器模型
• 2.2 结构原理
• 2.2.1 齿轮马达同步分流器分流机理
• 2.2.2 齿轮马达同步分流器结构特点
• 2.2.3 提高分流精度的主要措施
• 2.3 本章小结
• 第3章 计算流体力学基本理论及缝隙流动
• 3.1 计算流体力学理论
• 3.1.1 流体力学基本理论
• 3.1.2 缝隙流动理论
• 3.3 本章小结
• 第4章 网格划分及并行运算在FLUENT中的应用
• 4.1 网格划分
• 4.1.1 齿轮马达分流器二维建模
• 4.1.2 网格划分
• 4.1.3 定义边界类型
• 4.1.4 网格质量
• 4.2 并行计算简介
• 4.2.1 单机多核计算机并行运算
• 4.2.2 多台双核机子的并行运算
• 4.3 本章小结
• 第5章 齿轮分流器内部流场动态仿真及结果分析
• 5.1 引言
• 5.2 内部流场计算模型及求解参数设置
• 5.2.1 流动控制方程
• 5.2.2 湍流模型
• 5.2.3 动网格计算模型
• 5.2.4 边界条件及求解参数设置
• 5.3 分流误差分析
• 5.3.1 不同缝隙高度下的分流误差
• 5.3.2 不同转速下的分流误差
• 5.3.3 各参数下的分流误差
• 5.4 困油现象
• 5.6 本章小结
• 第6章 齿轮分流器实验分析
• 6.1 实验原理
• 6.2 实验装置
• 6.3 实验步骤
• 6.4 实验数据记录和分析
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介