斜齒輪多間隙非線性耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-14 20:16
齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和機(jī)械行業(yè)的發(fā)展,對(duì)齒輪系統(tǒng)提出了更高要求,高轉(zhuǎn)速、低噪聲成為發(fā)展方向。加強(qiáng)對(duì)齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究,是提高傳動(dòng)系統(tǒng)性能的重要途徑。深入研究齒輪系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù),對(duì)全面分析齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,提高機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)性能有重要意義。本文以斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象,以齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ),在全面考慮時(shí)變嚙合剛度、傳遞誤差、齒側(cè)間隙和軸承游隙等非線性因素下,建立了更符合實(shí)際情況的齒輪系統(tǒng)彎-扭-軸-擺多間隙耦合非線性模型。利用Runge-Kutta數(shù)值積分算法對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程求解,得到系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)結(jié)果,對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析比較,并討論了多個(gè)動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響。首先,闡述了剛度激勵(lì)和誤差激勵(lì)的產(chǎn)生機(jī)理,對(duì)嚙合時(shí)變剛度進(jìn)行了Fourier級(jí)數(shù)數(shù)值模擬,并分析了齒輪重合度以及轉(zhuǎn)速與時(shí)變剛度的關(guān)系;對(duì)兩種誤差類型進(jìn)行了分析,并作了數(shù)值模擬的近似處理。最終將兩種激勵(lì)進(jìn)行合成,作為齒輪系統(tǒng)的輸入。其次,分別研究了幾種不同的建模方法和模型類型。采用集中質(zhì)量法,建立了彎-扭-軸-擺的非線性動(dòng)力學(xué)模型,并依據(jù)模型建立了動(dòng)力學(xué)微分方程組。由...
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:95 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
論文的主體結(jié)構(gòu)
對(duì)數(shù)是不斷變化的,隨時(shí)間成周期性變化規(guī)律,且輪齒從齒根到齒頂?shù)膹椥宰冃我膊幌嗤试邶X輪副的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,齒輪嚙合綜合剛度是關(guān)于時(shí)間的函數(shù)。輪齒嚙合剛度是指齒輪在整個(gè)嚙合區(qū)中(如圖2.1中A一D段),參與嚙合的各對(duì)輪齒的綜合剛度,它主要與單齒彈性變形、單對(duì)齒的綜合彈性變形(綜合剛度)以及齒輪重合度有關(guān)[45〕。對(duì)于漸開線直齒圓柱齒輪,一方面,隨時(shí)間的變化嚙合輪齒的對(duì)數(shù)也不同,在齒輪重合度的左右交替變化。假設(shè)齒輪重合度在l一2之間,那么嚙合區(qū)中就分為單齒嚙合區(qū)和雙齒嚙合區(qū)。所以在整個(gè)嚙合過(guò)程中,隨單、雙齒嚙合區(qū)的交替出現(xiàn),齒輪嚙合綜合剛度也交替成周期變化,如圖2.1所示。百戊川川川川川川11)圖2.1嚙合剛度變化規(guī)律 Fig.2.1Theregulationofthetimevar”ng meshingsti而 essofgea招學(xué)學(xué) 學(xué)遙叫 叫龜 龜\\\\\\\\\\\\\\\、道 道心式 式雙雙巷巷〕區(qū)區(qū) 區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)和和 和汗 汗汗汗汗汗效庭庭氫區(qū)區(qū)際 際 際際 際際 際盯 盯月一圖2Fig.222單齒彈性變形變化規(guī)律 Theregu】 ationoftheelastie defon.ationofsingletooth另一方面,單齒彈性變形是指單個(gè)輪齒的齒面在嚙合力作用下產(chǎn)生的彈性變形,根據(jù)變形的形式不同
合輪齒的交替不是突變的。因此,斜齒輪輪齒的嚙合綜合剛度雖然也是隨時(shí)間周期性變化的,但不像直齒輪存在階躍型突變,而是在某一均值下的微小波動(dòng)。其典型變化曲線如圖2.3所示。幾!!︸1、‘、,_{廠/、一一、產(chǎn)‘\“l(fā)少Jee||.I.勺+r||\一一一廠、。,l卜l嘆獷,t.又、+︸聲介︸、圖2.3典型的斜齒輪嚙合綜合剛度曲線 Fig.2.3ThetyPiealsyntheticsti而 esseurveoftheheliealgears由上圖可以看出,斜齒輪系統(tǒng)嚙合綜合剛度是多個(gè)單齒剛度的合成,并呈現(xiàn)出類似于正弦曲線的變化規(guī)律,不同的是變化周期間隔與重合度有關(guān)。綜上所述,齒輪輪齒由于嚙合過(guò)程中單、雙齒對(duì)交替嚙合,導(dǎo)致輪齒綜合嚙合剛度的周期性變化,引起對(duì)齒輪系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)激勵(lì);同時(shí)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于MATLAB GUI軟件制作方法的研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 宗節(jié)保,段柳云,王瑩,段柳浠,李昕. 電子設(shè)計(jì)工程. 2010(07)
[2]基于ANSYS的塔機(jī)傳動(dòng)齒輪的模態(tài)分析[J]. 張楠. 建筑機(jī)械化. 2010(03)
[3]齒輪—轉(zhuǎn)子耦合系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及齒側(cè)間隙對(duì)振幅跳躍特性的影響[J]. 崔亞輝,劉占生,葉建槐. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2009(07)
[4]鋁錠堆垛機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪的有限元模態(tài)分析[J]. 芮執(zhí)元,張偉華. 新技術(shù)新工藝. 2009(01)
[5]齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)特性分析[J]. 楊獻(xiàn)恩,武麗梅,王丹,張艷雷. 機(jī)械工程師. 2008(12)
[6]推土機(jī)終傳動(dòng)齒輪的模態(tài)分析[J]. 袁衛(wèi)華. 工程機(jī)械. 2008(06)
[7]含間隙和時(shí)變剛度的齒輪系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)模型的研究[J]. 劉國(guó)華,李亮玉,李培明,李紀(jì)勇. 機(jī)械設(shè)計(jì). 2008(05)
[8]一種改進(jìn)的齒輪非線性動(dòng)力學(xué)模型[J]. 唐進(jìn)元,陳思雨,鐘掘. 工程力學(xué). 2008(01)
[9]基于剛度矩陣單元的斜齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)耦合振動(dòng)有限元分析[J]. 王慶,張以都,黎定仕,張洪偉. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2008(01)
[10]微車變速器的軸承-齒輪軸系非線性三維接觸動(dòng)態(tài)特性研究[J]. 韓國(guó)勝,楊為,李武靖. 振動(dòng)與沖擊. 2007(11)
博士論文
[1]齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)耦合振動(dòng)響應(yīng)及抗沖擊性能研究[D]. 楊成云.重慶大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于有限元法的風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 周海建.重慶大學(xué) 2008
[2]齒輪副嚙合傳動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 張林.山東大學(xué) 2008
[3]一種新的齒輪非線性振動(dòng)數(shù)學(xué)模型建模與分析求解研究[D]. 陳思雨.中南大學(xué) 2007
[4]齒輪副非線性動(dòng)力學(xué)模型的建立與分析[D]. 宋少芳.吉林大學(xué) 2007
[5]齒輪箱系統(tǒng)耦合動(dòng)態(tài)特性研究[D]. 羅家元.重慶大學(xué) 2004
[6]單對(duì)齒輪系統(tǒng)間隙非線性動(dòng)力學(xué)研究[D]. 劉夢(mèng)軍.西北工業(yè)大學(xué) 2002
本文編號(hào):2916962
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:95 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
論文的主體結(jié)構(gòu)
對(duì)數(shù)是不斷變化的,隨時(shí)間成周期性變化規(guī)律,且輪齒從齒根到齒頂?shù)膹椥宰冃我膊幌嗤试邶X輪副的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,齒輪嚙合綜合剛度是關(guān)于時(shí)間的函數(shù)。輪齒嚙合剛度是指齒輪在整個(gè)嚙合區(qū)中(如圖2.1中A一D段),參與嚙合的各對(duì)輪齒的綜合剛度,它主要與單齒彈性變形、單對(duì)齒的綜合彈性變形(綜合剛度)以及齒輪重合度有關(guān)[45〕。對(duì)于漸開線直齒圓柱齒輪,一方面,隨時(shí)間的變化嚙合輪齒的對(duì)數(shù)也不同,在齒輪重合度的左右交替變化。假設(shè)齒輪重合度在l一2之間,那么嚙合區(qū)中就分為單齒嚙合區(qū)和雙齒嚙合區(qū)。所以在整個(gè)嚙合過(guò)程中,隨單、雙齒嚙合區(qū)的交替出現(xiàn),齒輪嚙合綜合剛度也交替成周期變化,如圖2.1所示。百戊川川川川川川11)圖2.1嚙合剛度變化規(guī)律 Fig.2.1Theregulationofthetimevar”ng meshingsti而 essofgea招學(xué)學(xué) 學(xué)遙叫 叫龜 龜\\\\\\\\\\\\\\\、道 道心式 式雙雙巷巷〕區(qū)區(qū) 區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)和和 和汗 汗汗汗汗汗效庭庭氫區(qū)區(qū)際 際 際際 際際 際盯 盯月一圖2Fig.222單齒彈性變形變化規(guī)律 Theregu】 ationoftheelastie defon.ationofsingletooth另一方面,單齒彈性變形是指單個(gè)輪齒的齒面在嚙合力作用下產(chǎn)生的彈性變形,根據(jù)變形的形式不同
合輪齒的交替不是突變的。因此,斜齒輪輪齒的嚙合綜合剛度雖然也是隨時(shí)間周期性變化的,但不像直齒輪存在階躍型突變,而是在某一均值下的微小波動(dòng)。其典型變化曲線如圖2.3所示。幾!!︸1、‘、,_{廠/、一一、產(chǎn)‘\“l(fā)少Jee||.I.勺+r||\一一一廠、。,l卜l嘆獷,t.又、+︸聲介︸、圖2.3典型的斜齒輪嚙合綜合剛度曲線 Fig.2.3ThetyPiealsyntheticsti而 esseurveoftheheliealgears由上圖可以看出,斜齒輪系統(tǒng)嚙合綜合剛度是多個(gè)單齒剛度的合成,并呈現(xiàn)出類似于正弦曲線的變化規(guī)律,不同的是變化周期間隔與重合度有關(guān)。綜上所述,齒輪輪齒由于嚙合過(guò)程中單、雙齒對(duì)交替嚙合,導(dǎo)致輪齒綜合嚙合剛度的周期性變化,引起對(duì)齒輪系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)激勵(lì);同時(shí)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于MATLAB GUI軟件制作方法的研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 宗節(jié)保,段柳云,王瑩,段柳浠,李昕. 電子設(shè)計(jì)工程. 2010(07)
[2]基于ANSYS的塔機(jī)傳動(dòng)齒輪的模態(tài)分析[J]. 張楠. 建筑機(jī)械化. 2010(03)
[3]齒輪—轉(zhuǎn)子耦合系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及齒側(cè)間隙對(duì)振幅跳躍特性的影響[J]. 崔亞輝,劉占生,葉建槐. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2009(07)
[4]鋁錠堆垛機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪的有限元模態(tài)分析[J]. 芮執(zhí)元,張偉華. 新技術(shù)新工藝. 2009(01)
[5]齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)特性分析[J]. 楊獻(xiàn)恩,武麗梅,王丹,張艷雷. 機(jī)械工程師. 2008(12)
[6]推土機(jī)終傳動(dòng)齒輪的模態(tài)分析[J]. 袁衛(wèi)華. 工程機(jī)械. 2008(06)
[7]含間隙和時(shí)變剛度的齒輪系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)模型的研究[J]. 劉國(guó)華,李亮玉,李培明,李紀(jì)勇. 機(jī)械設(shè)計(jì). 2008(05)
[8]一種改進(jìn)的齒輪非線性動(dòng)力學(xué)模型[J]. 唐進(jìn)元,陳思雨,鐘掘. 工程力學(xué). 2008(01)
[9]基于剛度矩陣單元的斜齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)耦合振動(dòng)有限元分析[J]. 王慶,張以都,黎定仕,張洪偉. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2008(01)
[10]微車變速器的軸承-齒輪軸系非線性三維接觸動(dòng)態(tài)特性研究[J]. 韓國(guó)勝,楊為,李武靖. 振動(dòng)與沖擊. 2007(11)
博士論文
[1]齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)耦合振動(dòng)響應(yīng)及抗沖擊性能研究[D]. 楊成云.重慶大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于有限元法的風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 周海建.重慶大學(xué) 2008
[2]齒輪副嚙合傳動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 張林.山東大學(xué) 2008
[3]一種新的齒輪非線性振動(dòng)數(shù)學(xué)模型建模與分析求解研究[D]. 陳思雨.中南大學(xué) 2007
[4]齒輪副非線性動(dòng)力學(xué)模型的建立與分析[D]. 宋少芳.吉林大學(xué) 2007
[5]齒輪箱系統(tǒng)耦合動(dòng)態(tài)特性研究[D]. 羅家元.重慶大學(xué) 2004
[6]單對(duì)齒輪系統(tǒng)間隙非線性動(dòng)力學(xué)研究[D]. 劉夢(mèng)軍.西北工業(yè)大學(xué) 2002
本文編號(hào):2916962
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