重载齿轮弹性啮合过程的物理动态仿真理论及试验研究

以弧齿锥齿轮为例，全面系统研究载荷、变形、摩擦、热、润滑等多种因素相互影响、相互耦合下的重载齿轮弹性啮合过程物理动态仿真的关键理论与技术。运用变形能、摩擦功耗、热能与压力能等能量模型统一表征齿轮弹性啮合过程中多种物理状态并存的问题；运用键合图理论描述功率流的传输、转化、贮存与耗散等情况，建立相应的能量状态方程及传递函数，揭示齿轮弹性啮合过程中诸多能量的转换与交互规律；基于物理曲面造型的方法，以能量模型为目标函数，构建齿廓曲面的物理仿真模型；基于Ansys平台，提出齿轮弹性啮合过程多物理场的耦合求解方法；结合状态识别和智能建模技术，实现齿轮弹性啮合过程中多物理状态动态仿真的优化集成；通过试验验证建模理论和方法的正确性，修正模型。其虚拟现实模式可更直观、更自然地揭示重载齿轮弹性啮合过程的内在机理，真实反映和预测齿轮制造和啮合过程的品质，为弧齿锥齿轮等复杂传动副的优化设计、制造提供理论依据。