【摘要】：齒輪傳動系統(tǒng)是應(yīng)用最廣的動力傳遞裝置,是車輛、機(jī)械、航空航天、冶金、電力、煤炭等工程領(lǐng)域中的關(guān)鍵機(jī)械部件。齒輪的動力學(xué)仿真作為一種技術(shù)手段常用于模擬齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)特性,可較真實的描述系統(tǒng)的運行、演變及其發(fā)展過程,分析和優(yōu)化系統(tǒng)各參數(shù),以滿足系統(tǒng)設(shè)計的目的。齒輪動力學(xué)模型復(fù)雜及參數(shù)眾多,其中時變嚙合剛度是齒輪傳動系統(tǒng)的主要參數(shù),各模型參數(shù)及參數(shù)間可能存在的相互耦合對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響顯著程度不同,因此進(jìn)一步開展對齒輪系統(tǒng)動態(tài)特性的分析以及嚙合剛度計算方法的研究具有重要意義。本論文的主要研究工作如下:(1)齒輪時變嚙合剛度的計算。結(jié)合勢能解析法與有限元法,利用APDL參數(shù)化語言建立精確的漸開線齒輪模型,在有限元分析結(jié)果中提取嚙合輪齒的應(yīng)變能及接觸區(qū)域的接觸力,基于小變形彈性理論,得到齒輪的嚙合剛度。數(shù)值算例驗證了本文方法的有效性和通用性,并進(jìn)一步研究了典型裝配誤差形式、齒輪修形和表層改性工藝對齒輪嚙合剛度的影響。(2)制造工藝對齒輪動態(tài)特性的影響�？紤]不同制造工藝建立齒輪動力學(xué)模型,對其進(jìn)行數(shù)值求解,得到其動態(tài)傳遞誤差(DTE)和動態(tài)嚙合力(DMF)的變化曲線。結(jié)果表明,軸傾斜誤差增加了DTE和DMF的振蕩幅值,降低了齒輪傳動的穩(wěn)定性;齒輪修形能大幅度降低響應(yīng)的振蕩幅值,減小齒輪傳動過程中的沖擊振動,提高齒輪傳動性能。此外,對齒輪傳動系統(tǒng)分叉混沌特性也進(jìn)行了研究,這為設(shè)計出更高性能要求的齒輪系統(tǒng)提供了理論指導(dǎo)。(3)齒輪動態(tài)特性影響因素分析。采用全局靈敏度分析方法,研究齒輪動力學(xué)模型參數(shù)及各參數(shù)間的耦合對DTE和DMF的影響。結(jié)果表明,齒側(cè)間隙和嚙合剛度是影響齒輪動態(tài)傳動精度的主要因素,嚙合剛度、嚙合阻尼和支撐阻尼的相互耦合對齒輪動態(tài)嚙合力有顯著影響,齒輪的傳動穩(wěn)定性主要取決于嚙合剛度和支撐阻尼。本論文的研究結(jié)果對齒輪箱的制造工藝具有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

圖 2. 8 齒輪嚙合有限元模型個嚙合周期內(nèi)的齒輪時變嚙合剛度件中的 contact174 及 target170 單元組接觸對，以確保有效的接觸分析從動輪固定，如圖 2.9 所示。將一，通過有限元后處理提取所需要置的嚙合剛度，在每一個位置計算計算，直至完成整個嚙合周期的時

圖 2. 22 齒頂圓角半徑示意圖圖 2. 23 齒頂圓角半徑對時變嚙合剛度的影響對時變嚙合剛度的影響0 5 10 15 200.91.01.11.21.31.41.51.61.7rt=0rt=0.5mmrt=1mmrt=1.5mm主動輪旋轉(zhuǎn)角度(o)嚙合剛度(N/m) 108
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH132.41

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本文編號：2711548