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齿轮传动的动态啮合刚度

1 前言 齿轮的啮合刚度是研究齿轮动态性能的基础.随着人们对齿轮传动过程中动态性能研究的不断深人,齿轮的啮合刚度模型也不断得到改进’‘-”.例如,许多学者考虑了齿轮啮合刚度的变化,但认为齿轮误差对啮合刚度的影响很小,可忽略不计,提出固定变化的啮合M6度模型(fixed-varable mesh stffness,& EVMS). 齿轮的啮合刚度实际上受到诸如传递载荷、载荷分布、轮齿误差、齿廓修形、轮齿变形和啮合位置等许多因素的影响.美国学者 R.Kusuba和1.W·Evans’‘’考虑了上述.因素后,归纳总结出了非固定变化的啮合刚度模型(variable-vahable mesh stiffness,或 VVMS).这一模型,目前在国内外甚为流行‘”.然而,由于齿轮的动态啮合过程与静态情况完全不同,齿轮的啮合状态还受到振动位移和转速的影响,因此,其啮合刚度也必然受到振动位移和转速的影响,而VVMS模型仅考虑了载荷、误差和啮合点...  (本文共6页) 阅读全文>>

中南大学
中南大学

面齿轮时变啮合刚度计算及动态啮合性能研究

精确的面齿轮时变啮合刚度是面齿轮传动动力学研究的基础,而面齿轮的动态啮合性能对整机的工作性能有重要影响,因此研究面齿轮的啮合刚度及动态啮合性能是面齿轮传动设计与分析工作中的重要内容。论文研究了基于VB的Catia软件二次开发技术及面齿轮几何建模方法,开发得到一个面齿轮三维几何建模软件,提出一种新的面齿轮时变啮合刚度计算方法,研究了面齿轮动态啮合性能,为面齿轮的设计与应用提供参考。论文主要研究内容如下:1.基于面齿轮加工原理得到面齿轮理论齿面离散点坐标。以Nurbs曲面理论为基础,开发得到基于Catia软件和VisualBasic语言的面齿轮几何建模软件。2.基于齿轮动力学基本理论,提出一种通用的齿轮传动时变啮合刚度计算方法。以直齿圆柱齿轮为例,对比分析论文所提方法与IS06336方法得到的齿轮副时变啮合刚度曲线,验证了论文所提方法的正确性。3.应用论文所提方法得到面齿轮时变啮合刚度曲线,研究发现由于载荷分布不均导致该对面齿轮副啮...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

国防科学技术大学
国防科学技术大学

正常润滑条件下弧齿锥齿轮系统间隙动力学研究

弧齿锥齿轮传动系统在汽车和直升机等领域应用广泛,其动力学特性会直接影响到齿轮传动的平稳性和可靠性。加强对齿轮动力学的研究,是提高齿轮传动系统动态性能的重要途径。因此,深入开展此方面的研究,具有重要意义。本文以一对弧齿锥齿轮副传动系统为研究对象,基于热弹流润滑理论、齿轮啮合原理和集中参数等理论,开展了正常润滑条件下弧齿锥齿轮啮合间隙动力学研究,探明系统参数对齿轮系统动力学特性的影响,揭示了齿轮系统动力学特性的变化规律。主要的研究内容和成果如下:1.分别对影响齿轮系统非线性动力学行为的齿轮润滑参数和结构参数进行了分析,给出了齿轮系统润滑参数和结构参数的计算公式,并拟合得到三阶的时变啮合刚度的表达式,为模型的建立奠定了基础。2.综合考虑啮合刚度、啮合阻尼、静态传递误差和齿面摩擦等因素影响的基础上,还进一步考虑润滑油膜的影响,建立了更为全面、更符合实际工况的弧齿锥齿轮八自由度间隙动力学模型。还将间隙函数处理成常间隙函数和时变间隙函数的两...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

升降齿轮箱多级行星传动耦合振动分析及动态性能优化

升降齿轮箱作为自升式海洋钻井平台提升装置中的重要组成部分,其机械性能及动力学特性备受关注。由于海上工作条件十分恶劣,且钻井平台通常需数十台升降齿轮箱同步作业,加之齿轮箱安装于细长柔性的桩腿上,在多源激励作用下,各级行星齿轮传动件间存在复杂的耦合效应,易引发剧烈振动。因此,开展升降齿轮箱耦合振动分析及动态性能优化,对提高齿轮箱综合性能具有重要的理论意义和工程价值。本文针对海洋平台四级行星传动升降齿轮箱,开展多级行星均载特性研究、耦合系统振动响应分析、振动噪声有限元仿真和耦合系统动态性能优化。论文的主要研究工作如下:(1)利用Romax软件计算轴承支承刚度和齿轮副啮合刚度,建立了考虑时变啮合刚度、传动误差和齿侧间隙等因素的升降齿轮箱四级行星齿轮传动系统动力学模型,采用龙格库塔法求解动力学方程,得到齿轮副的振动位移和动态啮合力,进而计算行星轮系的均载系数,研究了构件偏心误差对四级行星轮系动态啮合力和均载特性的影响。(2)建立了包含时变...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京理工大学
北京理工大学

渐开线直齿轮传动系统非线性动力学研究

齿轮传动是应用最为广泛的机械传动形式之一,它在机械、航天、船舶等行业的设备中起着非常关键的作用。目前,齿轮传动系统的振动与噪声已成为影响产品竞争力的首要因素,从而增强了齿轮减振降噪理论与技术研究的紧迫性。与振动相关的齿轮传动系统动力学问题已受到国内、外学术界和工程界的高度重视。本文针对渐开线直齿轮传动系统动力学相关问题展开深入研究,形成了非线性动力学建模、试验研究和模型验证、非线性振动特性研究、齿廓修形研究和动态性能优化设计为一体的理论研究体系。本文的主要研究内容和创新点如下:分别针对渐开线定轴齿轮传动和行星齿轮传动,分析了沿齿宽方向载荷分配不均引起的啮合平面力系,分析了由几何偏心、中心距偏差和横向位移引起中心距变化对啮合力作用方向的影响,分析了齿面、齿背啮合状态变化对啮合力作用方向的影响,考虑由旋转轴空间方位改变引起的陀螺效应,采用拉格朗日法建立了包含齿轮啮合平面力系和啮合力方向动态变化的横-扭-摆耦合非线性动力学模型,揭示了...  (本文共190页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

全回转船舶推进轴系的弧齿锥齿轮非线性振动特性研究

弧齿锥齿轮传动系统在船舶、航空、航天、汽车等工程领域具有广泛的应用,其工作性能对系统有着重要的影响。特别是船舶推进轴系中的齿轮传动系统,不仅受到自身内部激励的作用,还有复杂的螺旋桨激励等外部激励影响,由于振动、噪声、可靠性等方面的要求,仍然限制了它的应用。为了满足高速、重载、高可靠性等方面的要求,有必要对复杂激励下的弧齿锥齿轮耦合非线性振动机理、动态建模等方面开展进一步的研究。本文主要针对全回转船舶推进轴系中的弧齿锥齿轮非线性振动特性进行研究,用集中质量法建立系统的动力学模型,研究内外激励耦合作用下的系统振动特性及参数激励对动态特性的影响,研究成果可为复杂激励下的多级齿轮传动系统动力学研究提供理论指导,为全回转船舶推进轴系的减振降噪提供优化设计。主要工作及创新成果如下:基于加载接触分析原理,选取一对弧齿锥齿轮副中的5对啮合轮齿,借助有限元软件ABAQUS进行接触分析,对弧齿锥齿轮的时变啮合刚度进行了精确求解。综合考虑螺旋桨的扭转...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>