齿轮动力学的设计

发布时间：2017-03-16 09:06

  本文关键词：齿轮动力学的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：齿轮动力学试验机是为检测圆柱齿轮智能配对效果而设计的,属于精密机械范畴,其主要测试项目包括齿轮传动误差和振动噪声。该试验机采用功率开放式的机械结构,主机包括床身单元、主动单元和被动单元三大结构,在主动单元和被动单元轴系上集成了圆光栅、三轴向振动传感器和扭矩传感器,为齿轮试验采集相应的数据。本文的主要研究内容有:(1)根据齿轮动力学试验机的设计指标和具体的试验要求确定机械结构为机械开放式,介绍了齿轮动力学试验机的工作原理和主机机械设计,对电机选型进行核算,并对主轴和各个铸件的设计进行了详细说明,为了验证试验机机械结构的强度和刚度,对底座进行了受力分析对整机进行了模态分析。(2)介绍了坐标变换的数学原理,对齿轮试验机结构进行简化,运用坐标变换的数学原理对试验机进行了精度分析数学建模,并根据测量五级精度齿轮的测试要求对误差进行分离。(3)根据齿轮动力学试验机的工作原理对测控系统设计进行了介绍,测控系统主要包括电机控制、磁粉制动器控制、数字信号采集和模拟信号采集。(4)对齿轮动力学试验机各项误差进行了测量,结合测量结果和设计图纸列举出了精度分析需要的各个分量,运用对机械结构建立的数学模型设计了机械精度分析软件,将精度分析需要的各个分量输入到软件之中求出了被动轴相对于主动轴在X、Y和Z轴三个方向的误差分量。对试验机进行了重复性试验,验证试验机测量结果的可靠性,运用试验机对齿轮进行传动误差测量得出传动误差测量曲线。
【关键词】：传动误差 齿轮振动 噪声 精度分析 机械设计 齿轮试验机
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题研究背景及意义8
• 1.2 国内外齿轮试验设备研究现状8-13
• 1.2.1 国外齿轮试验设备研究现状8-9
• 1.2.2 国内齿轮试验设备研究现状9-10
• 1.2.3 齿轮试验设备的基本结构10-13
• 1.3 课题研究的主要内容13-16
• 1.3.1 课题来源13-14
• 1.3.2 主要研究内容14-16
• 第2章 齿轮动力学试验机主机机械系统设计16-34
• 2.1 机械系统设计指标16
• 2.2 试验机工作原理16-18
• 2.3 试验机主机整体结构设计18-25
• 2.3.1 床身单元21-22
• 2.3.2 主动单元和被动单元22-25
• 2.4 关键零部件设计25-30
• 2.4.1 主轴设计25-26
• 2.4.2 齿轮夹具设计26
• 2.4.3 铸件箱体设计26-30
• 2.5 机械系统模态分析30-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第3章 齿轮动力学试验机精度分析34-48
• 3.1 精度分析理论基础34-38
• 3.1.1 理想运动的坐标变换矩阵34-37
• 3.1.2 有误差运动的坐标变换矩阵37-38
• 3.1.3 坐标变换的矢量计算38
• 3.2 齿轮动力学试验机误差模型建立38-44
• 3.2.1 坐标系的建立38-40
• 3.2.2 主动单元坐标变换链40-42
• 3.2.3 被动单元坐标变换链42-44
• 3.3 齿轮试验机精度表示44-46
• 3.4 误差分离46-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第4章 齿轮动力学试验机测控系统设计48-60
• 4.1 测控系统原理介绍48-49
• 4.2 齿轮动力学试验机运动控制系统49-54
• 4.2.1 电机及控制49-51
• 4.2.2 齿轮动力学加载系统51-52
• 4.2.3 人机界面设计52-54
• 4.3 齿轮动力学试验机数据采集系统54-59
• 4.3.1 角度信号采集系统54-57
• 4.3.2 扭矩信号采集57-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第5章 试验60-74
• 5.1 试验机精度检测60-63
• 5.2 试验机精度分析软件设计63-66
• 5.3 试验机精度分析结果66-69
• 5.4 功能试验69-72
• 5.4.1 试验机重复性试验69-72
• 5.4.2 齿轮传动误差测量72
• 5.5 本章小结72-74
• 结论74-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士学位期间所发表的成果80-82
• 致谢82

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