齿面微观形貌对齿轮动力学参数及动态特性的影响研究
本文选题:分形理论 切入点:齿轮动力学 出处:《合肥工业大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:随着社会科学技术的进步,传统的机械工业逐步向高、精、尖的技术方向发展。机械产业的核心零部件之一的齿轮也朝着高速、精密化的方向发展。对于精密齿轮的动力学问题,除了一些常见的时变刚度、传动误差、齿侧间隙等影响因素之外,齿面的微观形貌对其动力学问题也有重要的影响。因此本文对齿面微观形貌对齿轮动力学参数及动态特性的影响研究具有重要的意义,同时对精密齿轮的精度等级和加工方式选择也具有一定的指导意义。本文依托于国家自然科学基金项目“基于摩擦与润滑状态下的齿面形貌对其动力学行为影响之研究”,主要针对齿轮啮合的动力学参数(接触刚度与接触阻尼)以及动态特性问题进行研究。本文以齿轮啮合模型的简化模型——圆柱体接触模型为研究对象,在两圆柱体接触面的M-B分形接触模型的基础上,结合接触刚度与接触阻尼的计算公式,建立两圆柱体接触面的分形接触刚度模型和分形接触阻尼模型,并运用MATLAB进行仿真模拟,分析研究齿面微观形貌各分形参数对接触刚度和接触阻尼的影响规律。在此基础上,针对齿轮副的动态特性问题进一步展开研究,综合分析刚度激励、误差激励和分形齿侧间隙等非线性因素,建立齿轮副非线性动力学模型。并运用MATLAB进行仿真模拟,分析齿面微观形貌各分形参数与齿轮动态特性之间的关系规律。本文将齿面微观形貌和分形理论引入到齿轮动力学的研究当中,分析齿面微观形貌对齿轮动力学参数及动态特性的影响,开辟了齿轮动力学研究的新领域,是对现有齿轮动力学的有力补充,为后续齿轮产品动力学特性的研究提供一定的参考和理论基础。
[Abstract]:With the progress of social science and technology, the traditional mechanical industry is gradually developing towards the direction of high, fine and sharp technology. The gears, one of the core parts of the machinery industry, are also moving towards high speed. For the dynamic problems of precision gears, besides some common factors such as time-varying stiffness, transmission error, tooth side clearance and so on, The micro-morphology of tooth surface also has an important influence on the dynamics of gear, so it is of great significance to study the influence of the micro-morphology of tooth surface on the dynamic parameters and dynamic characteristics of gear. At the same time, it also has certain guiding significance for precision gear precision grade and machining mode selection. This paper relies on the National Natural Science Foundation project "the tooth surface morphology based on friction and lubrication state to its dynamic behavior." The dynamic parameters (contact stiffness and contact damping) and dynamic characteristics of gear meshing are studied. In this paper, the simplified cylindrical contact model of gear meshing model is taken as the object of study. Based on the M-B fractal contact model of two cylindrical contact surfaces and the calculation formula of contact stiffness and contact damping, the fractal contact stiffness model and fractal contact damping model of two cylindrical contact surfaces are established and simulated by MATLAB. The influence of fractal parameters on contact stiffness and contact damping of tooth surface is analyzed. On this basis, the dynamic characteristics of gear pair are further studied, and the stiffness excitation is analyzed synthetically. The nonlinear dynamic model of gear pair is established by nonlinear factors, such as error excitation and fractal tooth side clearance, and the simulation is carried out by using MATLAB. The relationship between the fractal parameters of tooth surface and the dynamic characteristics of gear is analyzed. In this paper, the micro-morphology and fractal theory of tooth surface are introduced into the study of gear dynamics. By analyzing the influence of tooth profile on the dynamic parameters and dynamic characteristics of gears, a new research field of gear dynamics is opened up, which is a powerful supplement to the existing gear dynamics. It provides a certain reference and theoretical basis for the subsequent research on the dynamic characteristics of gear products.
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TH132.41
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,本文编号:1625118
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