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含多运动副间隙的低噪音挖掘系统的非线性振动分析

许龙旭  
【摘要】:本文首先介绍了低噪音挖掘破碎技术具有的工程背景和应用前景。详细介绍了此系统在工作过程中存在的问题。尤其是当系统中存在运动副间隙时,会带来一系列的振动、噪声、磨损等情形。因此本文就以上问题给予了研究分析。 论文首先对超低噪音振动挖掘系统工作部分进行了简化,分析了其动力学特性,然后以整个系统为研究对象建立了振动方程组。具体工作如下: 一.对不含间隙的理想系统的各个组件进行了平面运动分析和动力学分析,求出了各组件质心轨迹、各组件的角速度和角加速度等,再利用达朗贝尔原理列出各组件的动力学方程,形成线性方程组。利用全主元高斯消元法解得各组件连接处的受力大小和电机负载转矩,并且为后续的含有间隙的模型分析提供了初始数据和依据。 二.由于运动副铰接处不可避免的存在多处间隙,对整个系统的工作有一定的影响。因此本论文分别研究了单个间隙存在时和多个间隙存在时的系统非线性动力学特性。 三.以整个系统为研究对象,应用数值分析方法研究了系统的非线性振动现象,分别对单个间隙系统和多个间隙系统的非线性振动方程进行了数值分析,求出了它们的位移和摆角的时间历程及幅频曲线。通过改变运动副铰接处间隙和摩擦系数,研究了其对系统振动响应的影响。 通过数值分析,在运动副间隙与曲柄夹角这两个影响因素中,运动副间隙和曲柄夹角对机构响应的影响都非常大。由计算可知,运动副间隙处切向摩擦力对系统的影响非常大。对此系统的深入研究和优化设计具有一定的参考价值。


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