發(fā)布時間：2017-05-06 01:03

  本文關(guān)鍵詞：含齒根裂紋缺陷的齒輪系統(tǒng)動態(tài)特性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪傳動以其結(jié)構(gòu)緊湊、傳動準(zhǔn)確、傳動效率高、承載能力強(qiáng)等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于裝備制造業(yè)，是無法替代的機(jī)械傳動形式。齒輪箱高速、重載運(yùn)行，輪齒承受循環(huán)載荷產(chǎn)生的齒根彎曲應(yīng)力過大時，齒根最大切向拉應(yīng)力處將產(chǎn)生裂紋并逐步擴(kuò)展，最后造成輪齒折斷，影響機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，了解齒根裂紋缺陷形成的原因，掌握裂紋缺陷齒輪系統(tǒng)的動態(tài)特性，對于認(rèn)識齒根裂紋缺陷的故障機(jī)理，實現(xiàn)故障監(jiān)測、識別和診斷具有一定的理論意義和潛在工程應(yīng)用價值。 本文部分研究內(nèi)容依托國家自然科學(xué)基金面上項目（No.51075179）開展。全文運(yùn)用振動分析的方法，對含齒根裂紋缺陷的齒輪系統(tǒng)動態(tài)特性問題開展了相關(guān)研究。論文主要研究內(nèi)容包括： (1)基于標(biāo)準(zhǔn)漸開線方程與展成原理形成的齒根過渡曲線方程，采用能量法推導(dǎo)了考慮齒根過渡曲線的完整齒形圓柱直齒輪副嚙合剛度計算公式；分析了五種剛度的變化規(guī)律，，單雙齒嚙合時嚙合剛度的關(guān)系；并與ISO公式草案和回歸近似法計算結(jié)果對比，驗證了本方法。 (2)考慮齒根裂紋缺陷對輪齒標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒廓和齒根過渡曲線彎曲剛度、徑向壓縮剛度和剪切剛度的影響，推導(dǎo)齒根裂紋深度不超過半齒厚時的嚙合剛度計算公式。運(yùn)用ABAQUS軟件對含裂紋輪齒進(jìn)行有限元分析，計算嚙合剛度；對比驗證含齒根裂紋缺陷齒輪副嚙合剛度的理論計算方法。結(jié)果顯示，隨著嚙合位置的不同和裂紋深度的不同，含裂紋輪齒的嚙合剛度都存在不同程度減小。 (3)總結(jié)常用的齒輪副二自由度、四自由度和六自由度動力學(xué)模型，分析各模型特點和適用范圍；考慮齒輪副嚙合阻尼，齒面庫倫摩擦，建立本文六自由度動力學(xué)模型。 (4)分別在時域和頻域內(nèi)對比不含齒面摩擦和含齒面摩擦的動力學(xué)模型，不同裂紋深度的含齒面摩擦動力學(xué)模型，單齒裂紋、雙齒裂紋和三齒裂紋缺陷動力學(xué)模型的加速度特性、摩擦特性等動態(tài)振動特性。結(jié)果表面，隨著裂紋輪齒進(jìn)入/退出嚙合，振動加速度等特性在時域內(nèi)出現(xiàn)周期性的振蕩；裂紋深度對振蕩幅值影響較大；裂紋的存在導(dǎo)致嚙合線方向振動加速度在高頻段出現(xiàn)邊頻帶，嚙合線法線方向振動加速度全頻段均出現(xiàn)邊頻帶，且裂紋深度越大，邊頻帶越明顯。
【關(guān)鍵詞】：齒輪系統(tǒng) 齒根裂紋 時變嚙合剛度 動態(tài)特性
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 含故障的齒輪系統(tǒng)相關(guān)研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 齒輪時變嚙合剛度計算研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 齒輪系統(tǒng)動力學(xué)模型研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 齒輪系統(tǒng)故障信號分析研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 考慮精確齒廓線的直齒輪副時變嚙合剛度計算19-35
• 2.1 齒輪時變嚙合剛度計算方法19-22
• 2.1.1 ISO 公式草案19-20
• 2.1.2 有限元法20
• 2.1.3 回歸近似法20-21
• 2.1.4 理論計算法21-22
• 2.2 完整齒形齒輪副時變嚙合剛度計算22-30
• 2.2.1 考慮加工過程的精確齒廓線參數(shù)方程22-24
• 2.2.2 赫茲接觸與基體彈性變形剛度計算24-26
• 2.2.3 徑向壓縮、彎曲、剪切剛度計算26-28
• 2.2.4 相關(guān)角度參數(shù)計算28-29
• 2.2.5 單齒與雙齒嚙合剛度計算29-30
• 2.3 完整齒形時變嚙合剛度數(shù)值分析30-34
• 2.3.1 單齒剛度分析30-32
• 2.3.2 綜合嚙合剛度分析32-33
• 2.3.3 各方法綜合剛度對比33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 含齒根裂紋的齒輪副時變嚙合剛度計算35-49
• 3.1 含齒根裂紋缺陷的齒輪副嚙合剛度理論計算35-41
• 3.1.1 齒根裂紋的表達(dá)35-36
• 3.1.2 含裂紋輪齒嚙合剛度計算36-39
• 3.1.3 齒根裂紋對剛度的影響39-41
• 3.2 含齒根裂紋缺陷的齒輪副嚙合剛度有限元計算41-48
• 3.2.1 建立有限元分析模型及其前處理42-45
• 3.2.2 輪齒接觸非線性有限元分析45-46
• 3.2.3 有限元計算與理論計算剛度對比46-48
• 3.3 本章小結(jié)48-49
• 第4章 齒輪系統(tǒng)動力學(xué)模型的建立49-59
• 4.1 齒輪副振動動力學(xué)模型49-52
• 4.1.1 二自由度動力學(xué)模型49-50
• 4.1.2 四自由度動力學(xué)模型50-51
• 4.1.3 六自由度動力學(xué)模型51-52
• 4.2 動力學(xué)模型關(guān)鍵參數(shù)的確定52-58
• 4.2.1 嚙合阻尼52-54
• 4.2.2 靜態(tài)傳動誤差54
• 4.2.3 齒面摩擦54-58
• 4.3 本章小結(jié)58-59
• 第5章 含齒根裂紋缺陷的齒輪副動態(tài)特性分析59-71
• 5.1 含齒面摩擦的完整齒形齒輪副動態(tài)特性分析59-61
• 5.1.1 齒面摩擦力59-60
• 5.1.2 角速度特性60-61
• 5.1.3 齒面摩擦引起徑向運(yùn)動61
• 5.2 單齒齒根裂紋缺陷的齒輪副動態(tài)特性分析61-66
• 5.2.1 沿嚙合線方向加速度特性61-64
• 5.2.2 動態(tài)嚙合力特性與傳動誤差特性64-66
• 5.2.3 齒面滑動摩擦特性66
• 5.3 多齒齒根裂紋缺陷的齒輪副動態(tài)特性分析66-70
• 5.3.1 沿嚙合線方向加速度特性67-68
• 5.3.2 齒面滑動摩擦特性68-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 第6章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 全文總結(jié)71
• 6.2 研究展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 作者簡介及主要科研成果79-80
• 致謝80

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 樊嘉峰;鄧鐵松;蘇釗頤;李夫忠;;分度圓裂紋齒輪副動態(tài)特性及故障診斷[J];機(jī)車電傳動;2016年03期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 葉舟;齒輪故障狀態(tài)下MW級風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)動態(tài)特性及關(guān)鍵部件有限元分析[D];蘭州理工大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：含齒根裂紋缺陷的齒輪系統(tǒng)動態(tài)特性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：347409