齿轮本体温度场的有限元计算分析

李新亭

摘要：文章讲述了用有限元法对齿轮本体温度场进行计算分析。

关键词：有限元法；齿轮；本体温度场；计算分析

有限元方法是随着计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法，它使很多复杂的工程分析迎刃而解，计算效率非常高，实际应用也越来越广泛。不仅在固体力学、结构力学和电磁场受力分析的领域内，而且在温度场的分析领域内也得到了广泛应用，是目前进行温度场分析的有效方法之一。因此，本章将通过有限元分析的方法对齿轮本体温度场进行研究。

1 计算示例

下面以矿山、冶金等领域中所使用的低速重载齿轮为例，具体参数如下表所示。采用浸入式润滑，浸油深度为油面距轴线高度 。试验开始前的油温为 ℃。

由上图可见，小齿轮从啮合齿面到非工作齿面温度逐渐下降，齿轮上温度最高的区域是在齿面的中心部位。但是，由于轮齿齿顶部分散热条件好，因此，最高温度区域出现在分度圆附近。由图还可以看出，由于轮齿端部输入热量少，散热条件好，因此使得齿端部位出现低温区，齿体部分由于散热条件相对较差，因此由齿面输入的热量经传导后，造成齿体部分温度比齿面低，但比齿端部位高。由齿轮啮合面上等温线图可以明显看出，热量由中心向四周扩散的分布情况，这是由于热量在轮齿上的传导造成的。

2 对计算结果的比较和分析

为探讨本文研究结果在实际应用中的作用，应分析不同……