【摘要】：課題來(lái)源于“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題“高速、重載、精密機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”子課題“船用齒輪關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化(2006BAF01B07-02)”。 小傾角船用齒輪箱的輸入軸與輸出軸存在一個(gè)較小夾角,從而使螺旋槳獲得一個(gè)入水角,解決了船用齒輪箱安裝空間狹小的問(wèn)題,廣泛應(yīng)用于高速游艇、快艇動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中。小傾角船用齒輪箱采用變厚齒輪實(shí)現(xiàn)相交軸與交錯(cuò)軸傳動(dòng),使用過(guò)程中存在振動(dòng)大、噪聲高、早期磨損等問(wèn)題,嚴(yán)重影響了其推廣進(jìn)程。論文針對(duì)這些問(wèn)題結(jié)合小傾角船用齒輪箱傳動(dòng)特點(diǎn),從齒輪嚙合原理出發(fā),研究變厚齒輪傳動(dòng)嚙合特性,對(duì)非漸開(kāi)線變厚齒輪進(jìn)行接觸分析,從系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)角度對(duì)小傾角齒輪箱固有特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行理論分析與試驗(yàn)研究,具有重要的理論意義和工程實(shí)際價(jià)值。 論文的主要內(nèi)容如下: ①小傾角船用齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)非漸開(kāi)線變厚齒輪的齒面方程的推導(dǎo)。根據(jù)齒輪嚙合原理,通過(guò)坐標(biāo)變換,以漸開(kāi)線變厚齒輪副為加工面,推導(dǎo)出與其組成相交軸、交錯(cuò)軸傳動(dòng)的非漸開(kāi)線變厚齒輪的齒面方程,進(jìn)行齒面重構(gòu)與齒輪三維模型建立。 ②采用有限元方法對(duì)考慮安裝誤差工況下小傾角船用齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪接觸特性進(jìn)行分析。對(duì)負(fù)載工況下變厚齒輪進(jìn)行接觸分析,討論中心距、軸向竄動(dòng)和角度安裝誤差對(duì)齒輪接觸特性的影響。根據(jù)綜合誤差下的齒輪變形量,對(duì)輪齒進(jìn)行齒端修形和齒廓修形,修形后變厚齒輪副的接觸特性得到較大改善,消除了邊緣接觸和偏載現(xiàn)象。 ③小傾角船用齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部動(dòng)態(tài)激勵(lì)研究。建立變厚齒輪傳動(dòng)全齒面的時(shí)變剛度分析模型,分析相交軸與交錯(cuò)軸變厚齒輪傳動(dòng)時(shí)變嚙合剛度。將變厚齒輪副離散簡(jiǎn)化成若干斜齒輪,考慮制造誤差、變厚齒輪時(shí)變嚙合剛度、嚙入嚙出沖擊等內(nèi)部激勵(lì),計(jì)算小傾角船用齒輪箱各級(jí)傳動(dòng)齒輪副的內(nèi)部動(dòng)態(tài)激勵(lì)。 ④小傾角船用齒輪箱系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析。建立小傾角船用齒輪箱齒輪-軸-軸承-箱體系統(tǒng)耦合三維動(dòng)力學(xué)分析模型,對(duì)齒輪箱系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析,得到齒輪箱系統(tǒng)的固有頻率和振型。在內(nèi)部動(dòng)態(tài)激勵(lì)的作用下,分別對(duì)齒輪箱系統(tǒng)在順車(chē)、倒車(chē)兩種工況下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行仿真,揭示齒輪箱的動(dòng)態(tài)特性。 ⑤小傾角船用齒輪箱試驗(yàn)研究。構(gòu)建小傾角船用齒輪箱測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)其傳動(dòng)特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)研究,得出小傾角船用齒輪箱傳動(dòng)效率、齒面接觸狀況、固有特征及動(dòng)態(tài)響應(yīng),驗(yàn)證理論分析的正確性。
【圖文】：

圖 1.1 小傾角船用齒輪箱結(jié)構(gòu)示意圖Fig 1.1 Transmission system of down-angle marine gearbox傾角船用齒輪箱國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀傾角船用齒輪箱現(xiàn)狀角齒輪箱通過(guò)變厚齒輪副的嚙合，可以實(shí)現(xiàn)輸入軸與輸出軸的利于形成輪船螺旋槳所需的入水角。近年來(lái)小傾角齒輪傳動(dòng)在業(yè)和工業(yè)傳動(dòng)中的應(yīng)用也日漸廣泛[1]，但目前還是以輪船為其主前生產(chǎn)小傾角船用齒輪箱的廠家主要有德國(guó) ZF 公司、日本 Hitssion Co., Ltd、中國(guó)杭州前進(jìn)齒輪箱集團(tuán)有限公司等，其產(chǎn)品型號(hào).1 所示。表 1.1 小傾角船用齒輪箱制造商Table 1.1. Manufactures of marine gearbox with down angle司 產(chǎn)品型號(hào) 設(shè)計(jì)軸交角 減速機(jī)性能

Transmission Co.生產(chǎn)的 MGNV 系列可實(shí)現(xiàn)輸入輸出夾角 10°。由于輪船業(yè)在國(guó)內(nèi)的迅速發(fā)展，近些年來(lái)中國(guó)相關(guān)企業(yè)也在開(kāi)展小傾角船用齒輪箱的研發(fā)工作，盡管與國(guó)際先進(jìn)水平還存在一些差距，如傳遞功率有限、實(shí)現(xiàn)夾角范圍有限等，但還是取得了一定成績(jī)。以杭齒生產(chǎn)的 HCA 系列為代表的中國(guó)產(chǎn)小傾角船用齒輪箱已可以實(shí)現(xiàn)夾角 7-10°，，傳遞功率覆蓋 250 KW-625 KW，工作轉(zhuǎn)速覆蓋 1000-2500rmin-1。重慶重載齒輪傳動(dòng)設(shè)備有限公司等國(guó)內(nèi)企業(yè)也已量產(chǎn) CHV 系列小傾角齒輪箱。 王海霞：小傾角船用齒輪箱接觸分析及動(dòng)態(tài)特性研究 C029
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH132.41;U664.22

【引證文獻(xiàn)】

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10 黃鵬;大型風(fēng)電齒輪箱系統(tǒng)模態(tài)分析[D];華中科技大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2601608