本文關(guān)鍵詞：機(jī)車牽引齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)特性仿真及分析

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【摘要】：隨著工業(yè)生產(chǎn)和科技的進(jìn)步,齒輪系統(tǒng)作為最常用的動力和運動傳遞形式被提出了高轉(zhuǎn)速、低噪聲和長壽命等更高要求。尤其在某些應(yīng)用領(lǐng)域,如航空,鐵路,汽車等,齒輪系統(tǒng)的振動特性很大程度決定了機(jī)器的動態(tài)特性。機(jī)車牽引齒輪傳動系統(tǒng)是機(jī)車的重要組成部分,也是影響機(jī)車動態(tài)特性最主要的部件。在機(jī)車中,要求能夠很好的解決齒輪傳動所引起的振動與噪聲問題,所以齒輪嚙合的動力學(xué)問題日益突出。 本文以機(jī)車齒輪傳動系統(tǒng)為研究對象,建立了此傳動系統(tǒng)的多自由度扭轉(zhuǎn)振動模型,求解系統(tǒng)線性模型的固有特性。再通過建立機(jī)車齒輪傳動系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)模型,對齒輪系統(tǒng)進(jìn)行多種工況下振動特性研究。接著考慮了嚙合剛度、誤差等多重因素的時變性,建立考慮摩擦的輪齒彎扭耦合數(shù)學(xué)模型,求解各種工況下齒輪的動態(tài)響應(yīng)結(jié)果,并研究激勵頻率、阻尼、間隙、嚙合剛度以及輸入和負(fù)載等各動力學(xué)參數(shù)對齒輪系統(tǒng)固有特性的影響。 首先建立了機(jī)車齒輪傳動系統(tǒng)4自由度的集中質(zhì)量參數(shù)扭振模型,利用解析法和數(shù)值法對齒輪系統(tǒng)的運動方程進(jìn)行對比求解,得到系統(tǒng)的固有特性。 其次進(jìn)行機(jī)車齒輪傳動系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)仿真,驗證了傳動比,得到了滿載情況下主從動輪質(zhì)心從啟動工況到穩(wěn)定運動下角加速度的變化曲線。最后還分別就不同負(fù)載、不同嚙合剛度及不同阻尼作用下的齒輪系統(tǒng)振動情況進(jìn)行對比分析,得出負(fù)載、嚙合剛度和阻尼變化對齒輪系統(tǒng)振動特性的影響。 接著說明了剛度激勵的產(chǎn)生和作用機(jī)理,對齒輪嚙合剛度進(jìn)行傅立葉變換,并通過數(shù)值方法進(jìn)行模擬,得到其隨時間的變化曲線。同時由于參數(shù)計算的需要對函數(shù)進(jìn)行擬合,分析機(jī)車斜齒輪嚙合剛度最優(yōu)的函數(shù)結(jié)果；研究了重合度和轉(zhuǎn)速對嚙合剛度的影響；還對輪齒的誤差激勵進(jìn)行分析模擬,得出其變化函數(shù)； 最后建立了考慮徑向、切向、扭轉(zhuǎn)方向的齒輪六自由度動力學(xué)模型；求解了在滿載工況下,考慮時變嚙合剛度、時變誤差、間隙、阻尼等情況下的機(jī)車齒輪系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)；對比分析了嚙合剛度、間隙、激勵頻率、阻尼和輸入輸出轉(zhuǎn)矩的變化對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響；同時分析了考慮某項參數(shù)變化或多項變化參數(shù)同時作用時系統(tǒng)固有特性的變化情況;最后與虛擬樣機(jī)仿真的結(jié)果進(jìn)行對比,驗證所建模型以及分析求解結(jié)果的正確性。
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U260.33;TH132.41

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本文編號：1251772