面齿轮传动系统的动力学分析研究

发布时间：2017-11-18 10:34

  本文关键词：面齿轮传动系统的动力学分析研究

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【摘要】：齿轮传动作为机械传动方式之一,在现代工业中应用广泛,面齿轮传动是一种新型齿轮传动型式,与普通齿轮传动相比,有其自身独特性,在高速重载的情况下其优点尤为突出,为了更好的发挥面齿轮传动的优势,其动力学特性已经成为当前研究的热点,因此,本文以面齿轮传动为研究对象,对其建模过程、系统耦合振动特性及固有特性进行了研究,其内容主要包括:1)根据面齿轮插齿加工原理,推出了面齿轮齿面方程和齿根过渡曲面方程,由面齿轮齿根根切和齿顶变尖的条件,确定了面齿轮的最小内半径和最大外半径,应用MATLAB编程计算得到了面齿轮齿面及过渡曲面三维点坐标数据并导入Pro/E软件进行重构,生成了面齿轮的实体模型,进而与圆柱齿轮装配得到了面齿轮传动的实体模型。2)介绍了面齿轮传动系统的静态传递误差、齿侧间隙、时变啮合刚度及齿面摩擦等内部激励,根据集中参数理论,建立了考虑上述内部激励的面齿轮传动系统弯—扭振动动力学模型,采用解析法计算了面齿轮传动的综合啮合刚度,应用MATLAB软件基于4~5阶自适应变步长的Runge-Kutta算法对该模型进行了求解,得到了面齿轮传动系统的振动响应,并对啮合频率、时变啮合刚度及齿面摩擦系数对其振动特性的影响进行了分析,得出了相应的规律,为面齿轮传动的动态设计提供了理论指导。3)运用有限元分析软件ANSYS Workbench对面齿轮传动模型进行了模态分析,得出了模型的前6阶固有频率与振型,研究了压力角、面齿轮孔径及齿数差对面齿轮传动固有频率的影响,并得出了相应规律,为面齿轮传动的动态优化设计提供了理论参考。4)利用YDX9550A型锥齿轮滚动检查机进行了面齿轮传动振动测试实验,采集了面齿轮传动过程中各轴的振动位移和振动加速度数据,并与仿真结果对比,验证了仿真结果的正确性。
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.41

【参考文献】

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本文编号：1199511