收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

不同因素激励下齿轮传动动力学仿真及实验研究

张靖  
【摘要】:课题来源于国家“十一五”科技支撑计划“高速、重载、精密机械传动系统共性关键技术研究”(2006BAF01B07-01)。齿轮传动是极其重要的机械传动形式,广泛应用于制造装备业的各个领域,其动态特性和振动噪声水平是重要的性能评价指标,直接影响相关产品品质。齿轮传动的动态特征一方面由系统所固有的动力学性能决定,另一方面则是由不同的激励因素下形成的不同动态响应表现出来。因此,从不同激励因素角度出发,探讨齿轮传动的动态激励-系统特性-响应特征关系才具有实际意义,这对于把握齿轮传动系统动力学设计本质,指导低振动低噪声的齿轮传动产品开发具有重要的理论和工程实用价值,对提升我国制造装备业的整体水平具有积极的促进作用。 本文主要从齿轮传动激励因素入手,以实际工程产品为研究载体,基于摩擦学、机械动力学,以理论分析、数值仿真、虚拟样机、实验验证为手段,对齿轮传动系统中相关的动态特性和减振降噪方法开展研究。研究内容主要包括: ①从齿面摩擦因素激励出发,基于不同齿轮摩擦模型获得时变摩擦系数分布特征,建立计及齿面时变摩擦力影响,同时考虑啮合刚度时变性的六自由度精确动力学模型,利用Runge-Kutta法进行数值仿真,分析了不同齿面微观特征下齿面摩擦因素对系统的动态激励及其对啮合线方向动传动误差的影响,并通过实验对结论进行了验证,明确了齿面摩擦激励对齿轮传动的动态特征的影响规律。 ②从啮合线方向传动误差因素激励出发,讨论了齿轮传动误差计算的薄片理论并基于有限元方法进行了验证,以某机械式变速箱为研究载体,建立耦合动力学仿真模型,计算了固有模态频率和振型,分析了二档档位齿轮和主减齿轮传动误差激励下的模态柔度,获得了各轴承轴承力的动态响应以及箱体表面加速度响应;以齿轮传动误差为目标,应用遗传算法对档位齿轮的齿廓修形方案进行优化,并通过敏感性分析验证了优化后齿廓的传动误差对制造公差的稳健性,最终获得了从传动误差激励入手的减振降噪解决方案。 ③从齿轮非线性拍击激励出发,研究齿轮传动由齿轮侧隙形成的拍击振动的动力学特性,先从单齿对拍击研究入手,利用集中参数法建立考虑齿轮侧隙、离合器多级刚度、拖曳力矩和载荷波动影响的非线性扭转振动动力学模型,利用数值仿真方法考察了多参数影响下的拍击动态特征,分析了拍击强度和拍击门槛值;最后建立了某五档机械式变速箱的拍击动力学仿真模型,评价了驱动工况下各档位的拍击强度,基于台架实验对仿真结果进行了验证,为控制齿轮传动中的拍击振动提供有益参考。 ④从多个齿轮啮合激励信号的相位调制现象出发,研究了齿轮行星轮系中存在的非对称边带频特征和形成机理,建立了行星轮系调制边带频分析模型,探讨了行星轮系的齿数、啮合相位等基本参数以及激励阶次对边带频特征的影响,获得可以根据已知参数预估行星轮系边带频特征的通用判定方法,并通过这种方法来改善由非对称边带频引起的噪声问题,最后在实际工程设计中,利用实验验证了该方法的有效性。 ⑤针对某开发中的手动变速箱开展动力学实验研究,分别搭建了传动误差和动态特性测试平台,比较档位齿轮传动误差的仿真和实验结果较为吻合,获得变速箱不同工况下的固有特性和动态响应,基于阶次跟踪方法分析了主要的振动成分,对比了仿真与实验以及传动误差优化前后的结果,验证了从传动误差激励入手减小振动噪声的有效性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 裴文艳;;浅析齿轮发生胶合的原因及解决方法[J];河北农机;2009年04期
2 邵正宇,刘拓群;利用弹流动压润滑理论选择闭式齿轮油粘度的可靠性方法[J];机械设计与制造;1998年06期
3 杨文成,易红;齿面局部变形对齿轮传动精度影响的研究[J];机械设计与研究;1997年01期
4 林子光;;齿轮传动的润滑(一)[J];机械传动;1978年01期
5 古森雷;运用弹流理论分析齿轮的润滑[J];港口科技动态;2001年04期
6 曹寳麟;;齿轮传动啮合效率的理论分析[J];山东大学学报(工学版);1960年02期
7 郭应龙;;齿轮传动的动载荷计算[J];水利电力机械;1988年02期
8 荆留纪,王德本,郑雁;齿轮传动的润滑设计[J];一重技术;1995年04期
9 范顺成;齿轮传动设计中的摩擦学问题[J];河北工业大学学报;1998年01期
10 严福强,耿晓燕;降低齿轮传动噪声的措施[J];电加工与模具;1999年04期
11 方世杰;齿轮传动中的最小油膜厚度与润滑[J];起重运输机械;2002年05期
12 裴文艳;;浅析齿轮发生胶合的原因及解决方法[J];现代农村科技;2009年12期
13 乔保中;;数控机床进给系统传动消隙结构分析[J];现代制造技术与装备;2010年01期
14 张宏武;金立艳;;浅谈齿轮传动噪声产生的机理与控制[J];装备制造;2010年04期
15 戴有谋;;齿轮传动的最优设计——考虑齿面油膜润滑要求[J];天津商学院学报;1987年01期
16 朱如鹏,潘升材,高德平;面齿轮传动的研究现状与发展[J];南京航空航天大学学报;1997年03期
17 段庆龄;齿轮传动与润滑[J];武汉化工学院学报;1997年04期
18 侯力,张眉;硬齿面渐开线齿轮强度的优化设计[J];四川大学学报(工程科学版);1996年04期
19 曲庆文;钟振远;刘原勇;宋润州;;齿轮啮合沿齿面油膜厚度的分布[J];润滑与密封;2005年06期
20 皮亚南;齿轮轮齿润滑[J];润滑与密封;1989年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邓奕;;齿轮噪声产生机理及控制方法[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
2 何毅斌;陈定方;何小华;;基于热分析的低速重载齿轮传动冷却方法研究[A];2009年促进中部崛起专家论坛暨第五届湖北科技论坛——装备制造产业发展论坛论文集(下)[C];2009年
3 张璐;;工业齿轮油的选择与使用[A];第六届摩擦学工矿企业润滑技术工业应用学术年会论文集[C];1998年
4 龚存忠;张静;;船用汽轮发电机组齿轮传动的降噪[A];江苏省机械工程学会第六次会员代表大会论文集[C];2002年
5 陈建平;费德;安书田;;螺杆压缩机齿面间隙调整[A];第三届全国现代设备管理及应用技术研讨会交流论文集[C];2004年
6 郑自求;梁宁;符纯华;赵虎;杨长牛;贺元成;罗旭东;张红;钟思梅;;DMGH传动装置[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年
7 王德宝;王越;浦红;程志远;;减速机传动齿齿面局部剥落失效分析[A];全国冶金物理测试信息网建网30周年学术论文集[C];2011年
8 蔡兆星;史中利;;《齿轮箱油膜润滑应用探讨》[A];摩擦学第三届全国学术交流会论文集润滑材料部分[C];1982年
9 李小周;黄华梁;;表面合金涂层提高铸铁齿轮的接触疲劳强度研究[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
10 高雪官;辛一行;王统;;齿形参数对齿轮摩擦学性能的影响分析[A];第一届全国青年摩擦学学术会议论文集[C];1991年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张靖;不同因素激励下齿轮传动动力学仿真及实验研究[D];重庆大学;2012年
2 李海翔;渐开弧面齿轮传动的基本理论及试验研究[D];重庆大学;2012年
3 刘光磊;孤齿锥齿轮传动动态接触特性研究[D];西北工业大学;2000年
4 魏巍;面向齿轮传动性能的螺旋锥齿轮铣齿机精度设计方法研究[D];天津大学;2011年
5 章易程;齿轮乏油传动的摩擦学研究[D];中南大学;2011年
6 段路茜;TI蜗杆传动啮合理论研究及优化设计[D];天津大学;2004年
7 高创宽;渐开线齿轮传动的混合弹流润滑研究[D];太原理工大学;2005年
8 鲍和云;两级星型齿轮传动系统分流特性及动力学研究[D];南京航空航天大学;2006年
9 李婷;渐开线环形齿球齿轮传动理论研究[D];国防科学技术大学;2009年
10 李小清;螺旋锥齿轮数控加工与误差修正技术研究[D];华中科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谭华;带式啮合介质齿轮传动的实验研究[D];重庆大学;2005年
2 徐磊;齿轮传动综合试验测试系统研制[D];重庆大学;2011年
3 靳广虎;正交面齿轮传动齿面温升的计算机辅助分析[D];南京航空航天大学;2002年
4 吴军荣;含裂纹的齿轮传动系统动力学和断裂力学耦合分析[D];安徽工程大学;2012年
5 方宣琳;正交面齿轮传动弯曲应力分析研究[D];南京航空航天大学;2008年
6 刘振国;含齿形误差的齿轮传动接触分析与修形研究[D];大连理工大学;2010年
7 王瑞梓;基于小波与感应电机电流的齿轮传动系统故障诊断[D];东北大学;2008年
8 刘晖;基于参数化的齿轮传动接触有限元分析[D];大连交通大学;2005年
9 王定亚;3000马力电驱动齿轮传动绞车设计研究[D];西南石油学院;2003年
10 张效伟;齿轮传动CAD系统研究与开发[D];华中农业大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 刘林 通讯员 张兆明 滕智东;太平洋齿轮传动项目姜堰动工[N];泰州日报;2009年
2 ;需求可观 齿轮市场3年有望达到1000亿元[N];消费日报;2008年
3 晏武英;MTU公司为普惠齿轮传动风扇发动机设计高速涡轮[N];中国航空报;2007年
4 本报记者  李素平;借鉴美国模式 齿协四大举措助推企业成长[N];中国工业报;2006年
5 本报记者 仇国强 通讯员 田其中;“齿轮传动”的功效[N];中国石化报;2001年
6 本报记者 朱丹丹;普惠公司加快在中国发展[N];中国航空报;2011年
7 田中;齿轮协会:改革创新直面国际竞争[N];中国质量报;2007年
8 田中;变革中的齿轮传动行业[N];中国质量报;2007年
9 本报记者 王亨;齿轮工业“十一五”:全面向国际水平靠拢[N];机电商报;2005年
10 本报记者 李卫中 通讯员 申晓东;让世界转动起来[N];山西经济日报;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978