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弧齿锥齿轮传动系统的非线性振动特性研究

0引言弧齿锥齿轮的动态特性直接影响减速器的运转平稳性和可靠性,其动态特性研究一直受到国内外学者的重视,在结构模态分析、线性振动分析以及动态试验等方面都取得了许多研究成果[1-5]。弧齿锥齿轮传动系统包含了许多非线性因素,如齿轮系统的时变啮合刚度、传动误差、齿侧间隙和齿轮传动中的其他间隙(如离合器齿槽侧隙,滚动轴承、滑动轴承的间隙)等因素,这对弧齿锥齿轮齿面接触稳定性和工作可靠性产生很大影响。因此,有必要对弧齿锥齿轮系统的非线性振动特性进行分析研究。虽然非线性因素很多,但对齿轮系统动态特性影响较大的主要是两类:由轮齿啮合刚度的时变性引起的参数振动问题和由齿侧间隙引起的间隙非线性振动问题。目前,国内外学者对齿轮系统的非线性振动进行了许多研究[6-10],但大都集中在直齿圆柱齿轮的研究,针对间隙非线性进行齿轮非线性动力学的研究很少,对弧齿锥齿轮的非线性动力学的研究就更少。本文对某汽车减速器弧齿锥齿轮传动系统含齿侧间隙和时变啮合刚度的非...  (本文共5页) 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>>

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>>

重庆理工大学
重庆理工大学

高速车辆弧齿锥齿轮传动特性的动力学分析

进入新世纪以来中国经济发展迅速,不论是对铁路运还是公路运输要求都有所提高。在铁路运输方面,我国采取对国外先进车辆系统技术的引进吸收消化再创新的方式,实现了中国铁路的跨越式发展。由于运行速度的提高,车辆在高速状态下的动态特性相对于低速状态将产生很大的变化,这些影响将对车辆系统的运行性能以及牵引制动的有效性和安全性带来更多的不确定性。本文基于国家自然科学基金项目(批准号:51205433)“传动系统非线性动态特性对高速车辆系统动力学性能的影响及控制研究”的资助,围绕车辆系统弧齿锥齿轮传动系统动力学相关问题进行研究。在弧齿锥齿轮传动系统耦合振动、函时变啮合刚度的非线性振动、弧齿齿面接触分析以及车辆系统动力学响应等方面取得一些成果,论文的主要内容包括:(1)根据齿轮啮合原理,在已有齿轮接触分析的基础上,采用矢量分析法,推导整体坐标系下共轭齿面方程,建立弧齿锥齿轮啮合齿轮三维模型。(2)根据实际工况,简化齿轮副的边界和外载荷条件,建立三维...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏大学
江苏大学

基于计算机仿真的弧齿锥齿轮接触应力及动态特性分析

弧齿锥齿轮因其承载能力高、传动平稳、高效、噪声小等优点,是汽车、电动工具、工程机械、航空航天、船舶、机床等传动装置的重要零件。随着弧齿锥齿轮在高速、重载、轻质等方面快速发展及应用,对弧齿锥齿轮在复杂工况下的强度、动态性能以及可靠性方面的要求越来越高。相对于低速状态,高速状态齿轮系统的动力学性能发生较大改变,影响了系统运行的安全性与可靠性。本文运用理论分析和数值仿真技术,对弧齿锥齿轮齿轮副进行了静态和动态接触分析;考虑速度对轮齿啮合传动性能的影响,分别分析了高速状态下齿轮系统的动态啮合特性与振动特性。本研究的主要工作为:(1)采用UG软件中GC工具箱的参数化建模平台,创建弧齿锥齿轮三维实体模型。同时对全齿模型简化得到齿轮六齿局部模型,并对主、从动轮进行虚拟装配。(2)在ANSYS Workbench中对虚拟装配的六齿模型的啮合过程进行非线性接触静力学分析,获得了啮合周期内齿轮啮合接触4个不同位置处的接触应力变化情况。将啮合接触应力...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

基于附加阻尼环的弧齿锥齿轮传动减振研究

弧齿锥齿轮被普遍应用于各类机械传动系统的高速级,如直升机传动系统以及航空发动机的附件传动系统中。由于其工况比较恶劣,易产生振动和冲击,因此对弧齿锥齿轮进行减振研究十分重要。阻尼环减振是改善齿轮振动性能的有效措施,且结构紧凑、工艺简单。工程中实际应用阻尼环时主要是基于经验公式和实验来实现的,这样无疑会增加研究成本和生产周期,因此对齿轮阻尼环进行理论分析研究显得尤为重要。首先,本文推导了弧齿锥齿轮的球面渐开线齿廓方程,并结合啮合原理和齿轮加工原理,研究基于CATIA的球面渐开线弧齿锥齿轮的参数化精确三维建模方法,并借助VB和CATIA实现了弧齿锥齿轮的参数化建模。其次,本文使用自行编制的弧齿锥齿轮参数化建模软件创建三维模型并导入有限元分析软件ANSYS中,计算求解了弧齿锥齿轮的综合啮合刚度;基于集中参数法,建立了考虑传动误差、齿侧间隙和时变啮合刚度的弧齿锥齿轮传动8自由度非线性动力学模型,求解动力学方程,研究了弧齿锥齿轮传动的固有特...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>